N型硅氧薄膜的制備及其在硅薄膜太陽(yáng)電池中的應(yīng)用研究.pdf

1、　　當(dāng)前制約硅基薄膜電池發(fā)展的主要障礙是其較低的光電轉(zhuǎn)換效率,因此在硅基薄膜電池中有效運(yùn)用陷光設(shè)計(jì)是目前的研究重點(diǎn)。本文采用PECVD工藝制備 N 型硅氧薄膜,并將其作為復(fù)合背反射電極應(yīng)用于硅基薄膜太陽(yáng)電池中以優(yōu)化電池的陷光結(jié)構(gòu),從而改善電池性能。
　　基于電池對(duì)背反射電極材料性能的要求,本文首先研究了PECVD技術(shù)制備N-μc-SiOx：H薄膜的結(jié)構(gòu)特性、光學(xué)特性和電學(xué)特性與工藝參數(shù)的關(guān)系。結(jié)果表明,改變 CO2/SiH4流量

2、比和沉積功率能夠有效對(duì)薄膜的結(jié)構(gòu)和氧含量進(jìn)行調(diào)節(jié),增大兩者之一均可提高薄膜中氧含量,而氧含量增加會(huì)導(dǎo)致薄膜帶隙展寬,折射率降低,同時(shí)會(huì)引起薄膜非晶化,致使摻雜效率降低,薄膜電導(dǎo)率下降。結(jié)合硅氧薄膜的微觀結(jié)構(gòu)分析,μc-SiOx：H材料呈現(xiàn)一種相分離結(jié)構(gòu),即具有一定晶化率的硅顆粒相彌散分布于非晶態(tài)硅氧基質(zhì)中。另外,材料的雙面拉曼散射譜顯示N-μc-SiOx：H薄膜生長(zhǎng)初期具有非晶孵化層,而后隨生長(zhǎng)進(jìn)行晶化率逐漸增大并達(dá)到飽和。
　

3、　將初步優(yōu)化的 N-μc-SiOx：H 薄膜材料作為電池的陷光層分別應(yīng)用于工業(yè)化量產(chǎn)的a-Si：H/a-SiGe：H和a-Si：H/a-Si：H疊層電池的背反射電極中,能夠明顯改善電池的陷光能力,增大電池的短路電流密度,進(jìn)而提高電池的性能。N-μc-SiOx：H薄膜的加入在電池中產(chǎn)生了折射率梯度,使得到達(dá)該層未被電池充分吸收的光線重新返回電池中,增大了電池的有效光程。結(jié)合QE測(cè)試結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),上述影響主要對(duì)疊層電池的底電池有明顯改善,由

4、于電池自身為底限制型,這種結(jié)果有利于改善頂?shù)纂姵氐碾娏髌ヅ淝闆r。另外,N-μc-SiOx：H薄膜材料本身不對(duì)稱的電導(dǎo)特性能夠有效抑制電池內(nèi)部的漏電流和局部滲流,以及其較寬的帶隙值使得 N-μc-SiOx：H 層的加入在一定程度上使電池的填充因子和開路電壓也有所提高。綜合電池對(duì)其電學(xué)、光學(xué)兩方面的要求, N-μc-SiOx：H薄膜材料在保證晶化率30%左右、厚度55nm左右前提下,應(yīng)采用盡可能高的氧含量以獲得最佳陷光效果。
　　實(shí)