P型a-Si-H薄膜硼摻雜比及微結(jié)構(gòu)對(duì)其光-電學(xué)性能的影響.pdf

1、P型a-Si：H薄膜不僅是非晶硅薄膜太陽(yáng)電池的窗口層材料，更與N層形成內(nèi)建電場(chǎng)產(chǎn)生光伏效應(yīng)，因此從優(yōu)化摻雜、改善微結(jié)構(gòu)兩方面優(yōu)化P層性能，就能為提高整個(gè)電池轉(zhuǎn)換效率作出貢獻(xiàn)。
　　 本文采用PECVD法、在相同工藝參數(shù)條件下制備了五組具有不同硼摻雜比的P型a-Si：H薄膜，并利用AFM、Raman光譜儀、Hall效應(yīng)儀、UV分光光度計(jì)及SIMS等分析手段，研究了硼摻雜比對(duì)P型a-Si：H薄膜微觀形貌與結(jié)構(gòu)、光/電學(xué)性能及摻雜效率

2、的影響規(guī)律及機(jī)理，選出了作為非晶硅太陽(yáng)電池窗口層P型a-Si：H薄膜的最優(yōu)硼摻雜比。同時(shí)，對(duì)最優(yōu)摻雜比下的P型a-Si：H薄膜進(jìn)行了真空退火處理，以進(jìn)一步提高其綜合性能，并研究薄膜微結(jié)構(gòu)的改變對(duì)光/電學(xué)性能的影響。
　　 研究結(jié)果表明：本實(shí)驗(yàn)制得的P型a-Si：H薄膜粗糙度僅為1nm左右，厚度僅在30nm至60nm之間，符合對(duì)a-Si：H薄膜太陽(yáng)電池窗口層的基本要求。隨著硼摻雜比的增加：P型a-Si：H薄膜的短程無(wú)序度增大、中程

3、有序度降低、非晶化程度加強(qiáng)；光透過(guò)率及光學(xué)帶隙值逐漸降低，其中硼摻雜比為0.5％和1.0％時(shí)，光學(xué)帶隙均大于1.8eV；電學(xué)性能整體呈上升趨勢(shì)，但在硼摻雜比為1.0％時(shí)發(fā)生突變，與硼摻雜比為2.5％的樣品相當(dāng)，經(jīng)SIMS檢測(cè)結(jié)果驗(yàn)證二者硼摻雜濃度為一個(gè)數(shù)量級(jí)。結(jié)合光/電學(xué)性能分析結(jié)果可知，硼摻雜比為1.0％時(shí)可獲得綜合性能最為良好的非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池窗口層材料。
　　 經(jīng)過(guò)加熱600℃保溫3h的真空退火處理后，P型a-Si：H