物理冶金多晶硅太陽電池三層氮化硅薄膜的設(shè)計及研制.pdf

1、本項研究設(shè)計、研制出在物理冶金多晶硅太陽電池表面沉積三層氮化硅薄膜。將PClD太陽電池設(shè)計軟件模擬篩選出的最優(yōu)沉積薄膜的工藝條件，用于實驗制作三層氮化硅薄膜。利用等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積設(shè)備，淀積三層氮化硅薄膜。經(jīng)多次實驗及不斷優(yōu)化模擬，得到了沉積三層氮化硅的最優(yōu)工藝條件。
　　實驗結(jié)果給出:三層氮化硅薄膜的互補(bǔ)作用對電池起到很好的減反射效果，明顯降低了太陽電池表面的反射。用激光橢圓偏振儀、紫外可見分光光度計和少子壽命測試儀分別測試

2、薄膜的厚度、折射率、反射率和少子壽命。沉積的第一層氮化硅薄膜厚27nm，折射率為2.682;第二層氮化硅薄膜厚13nm，折射率為2.457;第三層氮化硅薄膜厚43nm，折射率為1.910;三層氮化硅薄膜總厚約83nm，等效折射率2.10-2.15。薄膜的反射率測試結(jié)果給出:三層氮化硅非晶薄膜在可見光區(qū)的平均反射率在5％，在650nm中心波長處反射率降到0.8％左右，明顯改善了電池對入射光的吸收。EDS測試分析給出:電池體內(nèi)Si∶ N=2

3、.68∶1，硅含量較高。設(shè)計制作電池的第一層氮化硅薄膜有良好鈍化作用，主要源于沉積過程中產(chǎn)生大量的氫元素，使電池的少子壽命從5.93μs提高到6.43μs。制出的物理冶金多晶硅太陽電池(156×156mm2)的短路電流達(dá)到8.65A，比沉積雙層膜的電池(8.38A)提高了0.27A，電池的平均光電轉(zhuǎn)化效率提高了0.38％，單片電池的最高效率達(dá)18.08％。測試電池的量子效率，沉積三層氮化硅膜電池的量子效率明顯優(yōu)于雙層膜電池。短波范圍，三