PECVD制備非晶硅薄膜及其對HIT太陽電池性能的影響.pdf

1、HIT太陽電池以高效率，低成本和快速制備工藝引起國內外的廣泛關注。目前HIT太陽電池的領跑者日本三洋公司已將實用尺寸雙面的HIT太陽電池效率提高到23％。
　　 HIT太陽電池的性能主要由本征層、窗口層和透明電極決定。本工作通過對這三層的結構和光電特性的研究分析，優(yōu)化其制備條件，達到增加光吸收和提高載流子的分離與傳輸?shù)哪康?，提高實驗室水平單面HIT太陽電池的性能。采用PECVD法制備作為電池窗口層和本征層的非晶硅薄膜；磁控濺射法

2、制備透明電極；利用少子壽命較高的n型晶體硅作為基底。
　　 第一、研究了本征層——本征氫化非晶硅薄膜，得出氫氣流量對薄膜結晶影響很大，較小的氫氣流量使薄膜呈良好的非晶狀態(tài)，此時受結晶影響較大的光暗電導率分別為：σd為7.95×10-11(Ω·cm)-1，σph為4.22×10-5(Ω.cm)-1，其比值為5×105。沉積功率和壓強主要影響薄膜沉積速率。而薄膜的光學禁帶寬度主要與定域態(tài)密度有關，制備出的薄膜最小禁帶寬度為1.7eV

3、。優(yōu)化后的制備條件是：沉積功率為50W，沉積壓強為200Pa，氫氣流量為160sccm。通過本征層厚度對電池性能影響的研究，得出本征層主要影響電池短路電流，最佳本征層厚度為5nm。
　　 第二、研究了窗口層——p型非晶硅薄膜。由于摻雜劑的摻入使得薄膜的暗電導率提高4、5個數(shù)量級，也使薄膜呈現(xiàn)很好的非晶狀態(tài)，當摻雜濃度為1.5％時薄膜的禁帶寬度為2.2eV。p型非晶硅薄膜優(yōu)化后的制備條件是：沉積功率為50W，沉積壓強為200Pa，

4、摻雜濃度為1.5％，氫氣流量為75sccm。經(jīng)過研究窗口層摻雜濃度和厚度對HIT太陽電池性能的影響，我們得出窗口層主要影響電池的開路電壓和短路電流，最佳摻雜濃度為1.5％，最佳厚度為30nm。
　　 第三、研究了透明電極——ITO，我們制備出平均透過率為90％，電阻率為0.003Ω·cm的ITO薄膜，并應用于HIT太陽電池中。優(yōu)化后的制備條件是：濺射功率為350W，襯底溫度為200℃，氬氣流量為40sccm。ITO厚度的提高使得