柔性襯底nip微晶硅太陽電池的研究.pdf

1、微晶硅材料是國際公認(rèn)的新一代高效、穩(wěn)定的硅基薄膜太陽電池材料，nip結(jié)構(gòu)因適于制備柔性太陽電池而成為當(dāng)前研究的一個(gè)熱點(diǎn)。本論文采用常規(guī)RF-PECVD技術(shù)成功制備了柔性襯底nip微晶硅單結(jié)電池和非晶硅/微晶硅疊層電池，并研究了微晶硅電池中各層材料應(yīng)具備的結(jié)構(gòu)特性及其影響電池性能的原因，為提高nip微晶硅電池的效率奠定了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。論文主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新工作如下：
　　 ()系統(tǒng)地研究了n型硅薄膜結(jié)構(gòu)對本征層結(jié)構(gòu)和電池性能的影響，發(fā)

2、現(xiàn)晶化率在30～40％，電導(dǎo)率1～10S/cm的n層適合nip微晶硅電池，既有利于提高微晶硅本征層的縱向均勻性，又不至于因晶化率過高而導(dǎo)致本征層結(jié)構(gòu)和n/i界面性能劣化；建立了本征層的生長模型，可以直觀地說明在不同n層上生長的本征層微結(jié)構(gòu)和生長過程。
　　 ()采用恒定氫稀釋和梯度氫稀釋法，詳細(xì)研究了本征層各種縱向結(jié)構(gòu)分布對材料和器件性能的影響，發(fā)現(xiàn)與縱向結(jié)構(gòu)呈上升分布的微晶硅薄膜相比，均勻分布使薄膜致密性提高、缺陷態(tài)密度降低，

3、有利于提高電池性能，且均勻分布的微晶硅電池適合的晶化率范圍更寬。OES譜研究證明，在結(jié)構(gòu)均勻分布薄膜的沉積過程中，氫稀釋率逐漸降低能夠使整個(gè)沉積過程中的電子溫度變化緩慢，這是使薄膜質(zhì)量提高的主要原因，并確定了本征層和Up界面附近的結(jié)構(gòu)特征。
　　 ()系統(tǒng)研究了p型摻雜層結(jié)構(gòu)對rup微晶硅太陽電池性能的影響，確定了適合nip微晶硅太陽電池的p型摻雜層結(jié)構(gòu)特征：最佳晶化率30～40％，晶粒尺寸3～6nm，電導(dǎo)率>10-1S/cm，

4、電導(dǎo)激活能<0.15eV，光學(xué)帶隙～1.8eV。
　　 最后，在Al/Glass/ZnO襯底上，獲得效率為8.17％(Jsc=24.9mA/cm2，Voc=0.49V，F(xiàn)F=67％)的nip單結(jié)微晶硅太陽電池和效率為10.93％( Jsc=13.09mA/cm2，Voc=1.31V，F(xiàn)F=64％)的nip非晶硅/微晶硅疊層太陽電池。在不銹鋼襯底上，無Ag/ZnO背反射電極的情況下獲得了效率為5.82％( Jsc=17.48mA/