柔性轉(zhuǎn)移襯底硅基薄膜太陽電池的初步研究.pdf

1、摘要摘要硅基薄膜電池研究已經(jīng)成為光伏產(chǎn)業(yè)中的一個熱點。柔性轉(zhuǎn)移襯底硅基薄膜太陽電池兼具不銹鋼襯底和塑料襯底太陽電池的優(yōu)點，具有很廣闊的應(yīng)用前景。本論文包括兩個部分，第一部分采用VHFPECVD技術(shù)，系統(tǒng)研究了硅烷濃度對穩(wěn)定非晶硅材料和電池性能的影響，并對電池的性能進行了優(yōu)化第二部分是對柔性轉(zhuǎn)移襯底太陽電池的貫通制備工藝進行了初步的探索。本論文主要進行了以下幾個方面的研究工作:1、采用VHFPECVD技術(shù)制備穩(wěn)定非晶硅電池。詳細研究了硅烷

2、濃度對穩(wěn)定非晶硅材料和電池性能的影響。結(jié)果表明:在非晶微晶過渡區(qū)內(nèi)靠近非晶一側(cè)，存在著一個光敏性較大的區(qū)域，這個區(qū)域內(nèi)的材料晶化率基本為零，正處于非晶到微晶的過渡階段:在本實驗條件范圍內(nèi)，A系列樣品硅烷濃度從3%增大到8%的過程中，電池的短路電流密度逐漸增大，電池的開路電壓從。.5V增大到0.9V，然后基本不變在硅烷濃度大于8%(B系列)時，隨著硅烷濃度的增大，電池的短路電流密度先下降再上升，開路電壓和填充因子則先增大再減小電池光照老化

3、實驗結(jié)果表明:硅烷濃度減小有利于提高非晶硅電池穩(wěn)定性:硅烷濃度5%至10%的電池，其光致衰退率低于15%02、對穩(wěn)定非晶硅電池的性能進行了優(yōu)化。詳細研究了有源層厚度、輝光功率、P層厚度和緩沖層厚度對穩(wěn)定非晶硅電池性能的影響。結(jié)果表明:當(dāng)電池有源層厚度達到550nm時，電池的效率最高在實驗條件范圍內(nèi)，隨著有源層輝光功率的增大，電池的短路電流密度逐漸下降，開路電壓和填充因子緩慢上升隨著P層厚度的增大，電池的短路電流密度和效率下降，而電池的開

4、路電壓和填充因子上升:在PI界面加入緩沖層，可以較好地解決界面晶格失配問題，緩沖層厚度有一最佳值。最后將穩(wěn)定非晶硅電池應(yīng)用到疊層電池中去，獲得了效率為8%的穩(wěn)定非晶硅微晶硅疊層電池。3、在國內(nèi)首次對柔性轉(zhuǎn)移襯底太陽電池的貫通工藝進行了初步研究。對各種厚度的鋁襯底進行了比較，發(fā)現(xiàn)厚度為O.lmm的鋁箔比較適合本實驗，但其表面粗糙度較大，需要進行拋光處理在本實驗條件范圍內(nèi)，通過電化學(xué)拋光3分鐘，鋁箔襯底的表面粗糙度從98.245nm下降到9

5、.669nm在對三種前電AbstractAbstractInvestigationofsiliconbasedthinfilmsolarcellshasbeenahotpoint.Flexibletemporarysuperstratesolarcellscombinedtheadvantagesofmetalsubstrateandplasticsubstratehaveaverygoodfuture.Therearetwoparts

6、inthisthesis:1.theinfluenceofsilaneconcentrationonthestableamorphoussiliconmaterialsandsolarcellswithVHFPECVDtechniquewasinvestigated2.theartsandcraftsofflexibletemporarysuperstratesolarcellswerealsostudied.Indetailthefo

7、llowingstudieshavebeenconducted:1.ThestableamorphoussiliconsolarcellswerepreparedinteriorlybyVHFPECVDtechnique.Theinfluenceofsilaneconcentration(SC)onthecharacteristicsofstableamorphousmaterialsandsolarcellswasstudied.Th

8、eresultsindicatedthatthereisaspecialrangeinthetransitionzoneinwhichthematerialsindicatehighphotosensitivityandlowcrystallinevolumefraction(Xc).Intherangeofexperiment(seriesA)withthesilaneconcentrationincreasingfrom3%to8%

9、theshortcircuitcurrentdensity(Jsc)increasedhowevertheopencircuitvoltage(Voc)andfillfactor(FF)firstlyincreasedandthenreachedthesaturation.InseriesBtheJscdecreasedfirstlyandthenincreasedwiththeincreaseofSCfrom8%buttheVocan

10、dFFshowedtheoppositeregularity.TheresultsoflightsoakingexperimentindicatedthatlowSCisadvantageoustothestableofamorphouscells.ThedegradationeficiencyofthesolarcellspreparedforSCfrom5%to10%wasbelow15%.2.Theperformanceofthe

11、stableamorphoussiliconsolarcellswasoptimized.TheinfluenceofthethicknessofIlayerPlayerandbuferlayerandthepowerofIlayerontheperformancesofstableamorphoussolarcellswasstudied.Theresultindicatedthattheefficiencyofstableamorp

12、houssolarcellsshowsthehi動estvaluewhenthethicknessofIlayerreached550nm.IntherangeofexperimenttheJscdecreasedwiththeincreaseofthepowerofIlayerwhiletheVocandFFincreasedslowly.AnincreaseofthethicknessofPlayerledtothedecrease