單晶硅表面鈍化及HIT電池性能提升研究.pdf

1、開展高效電池及其關(guān)鍵技術(shù)的研究對順應(yīng)光伏行業(yè)高效率低成本的發(fā)展趨勢具有重要意義。采用本征非晶硅薄膜(a-Si:H(i))鈍化的異質(zhì)結(jié)(HIT)太陽電池由于具有高轉(zhuǎn)化效率及低制備能耗的優(yōu)點成為備受科研及產(chǎn)業(yè)界關(guān)注的高效電池技術(shù)之一。
　　本文首先從HIT電池的關(guān)鍵技術(shù)—表面鈍化入手，采用等離子體化學(xué)氣相沉積(PECVD)技術(shù)研究了硅烷濃度、氣體壓強、流量和功率對a-Si:H(i)薄膜性能的影響。在優(yōu)化的 PECVD沉積條件下，進一步

2、優(yōu)化單晶硅表面濕化學(xué)工藝，結(jié)合后退火實現(xiàn)了a-Si:H(i)/c-Si/a-Si:H(i)異質(zhì)結(jié)構(gòu)有效少子壽命>4ms的優(yōu)良鈍化效果，并且發(fā)現(xiàn) a-Si:H(i)薄膜的生長溫度與退火溫度的有效匹配可大幅增強退火效果。通過優(yōu)化PECVD沉積工藝條件和合適的后退火工藝，n型非晶硅(a-Si:H(n))薄膜的電導(dǎo)率達到100S/cm，p型非晶硅薄膜(a-Si:H(p))的電導(dǎo)率最高可達10-5S/cm。結(jié)合優(yōu)化 a-Si:H(i)工藝，a-S

3、i:H(p)/a-Si:H(i)/c-Si/a-Si:H(i)/a-Si:H(n)疊層結(jié)構(gòu)的少子壽命高達3.7ms。研究了少子壽命與電池性能的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)隨著少子壽命的上升，電池的開路電壓(Voc)也快速提升，當(dāng)少子壽命超過2ms時，Voc開始飽和，因此少子壽命可以作為一個電池生產(chǎn)過程的有效在線監(jiān)控指標(biāo)，這個現(xiàn)象可以用準(zhǔn)費米能級差來進行解釋。對于n型襯底HIT電池，a-Si:H(p)非常關(guān)鍵，本論文發(fā)現(xiàn)對p層薄膜采用低溫沉積高溫后退火的方