硅納米線(xiàn)-硅薄膜異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)電池制備及性能研究.pdf

1、光伏技術(shù)被認(rèn)為是能夠避免全球發(fā)生能源大危機(jī)以及環(huán)境大污染的主要途徑。目前，由于硅基太陽(yáng)電池涉及的昂貴制備費(fèi)用使得大范圍采用光伏發(fā)電變得不可能。不過(guò)硅納米線(xiàn)徑向結(jié)電池由于具有優(yōu)良的減反性能以及獨(dú)特高效的載流子分離機(jī)制，被認(rèn)為在實(shí)現(xiàn)高效與低成本電池方面具有較為廣闊的發(fā)展前景。所以對(duì)硅納米線(xiàn)徑向結(jié)電池的研究顯得十分有意義。本課題主要研究了硅納米線(xiàn)/硅薄膜異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)電池的制備工藝以及性能優(yōu)化。
　　本文首先采用金屬輔助化學(xué)刻蝕法制備硅納米

2、線(xiàn)陣列，然后通過(guò)等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積（PECVD）技術(shù)制備本征與p型摻雜氫化非晶硅薄膜，形成徑向p-i-n異質(zhì)結(jié)，最后為了有效地傳遞與收集載流子，需在非晶硅薄膜基礎(chǔ)上通過(guò)磁控濺射制備摻鋁氧化鋅（AZO）透明導(dǎo)電薄膜，以形成徑向異質(zhì)結(jié)電池結(jié)構(gòu)。首先為了制備共形沉積的非晶硅以及AZO薄膜以形成形貌良好的徑向電池結(jié)構(gòu)，研究了納米線(xiàn)上非晶硅薄膜以及AZO薄膜的沉積形貌，一方面重點(diǎn)研究了硅納米線(xiàn)長(zhǎng)度及非晶硅沉積時(shí)間對(duì)納米線(xiàn)上非晶硅薄膜沉積形貌的

3、影響規(guī)律；另一方面重點(diǎn)研究了AZO沉積時(shí)間及氫氧化鉀刻蝕時(shí)間對(duì)納米線(xiàn)上AZO薄膜沉積形貌的影響規(guī)律，并通過(guò)紫外-可見(jiàn)光光度計(jì)分析討論了硅納米線(xiàn)陣列的光學(xué)性能，確定了制備最佳徑向電池結(jié)構(gòu)的工藝方案。此外，為了減小異質(zhì)結(jié)界面載流子復(fù)合，在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)之上，通過(guò)改變硅烷濃度以及沉積氣壓等影響本征薄膜性能的沉積參數(shù)，制備了一系列本征氫化非晶硅薄膜，并利用一系列表征手段對(duì)薄膜進(jìn)行性能表征，找到了不同工藝參數(shù)對(duì)薄膜性能的影響規(guī)律，確定了薄膜制備的