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时间:2019-08-15
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1、快速汽相沉积法制备硅薄膜太阳电池文 摘:对在重掺杂抛光单晶硅衬底上用RTCVD法形成硅薄膜太阳电池进行了研究。衬底为〈100〉晶向p++型重掺硅片,电阻率为5×10-3Ωcm。主要工艺过程为:在衬底上生长一层硅薄膜同时掺硼,膜厚38μm,扩磷制备p-n结,背面蒸Al及Ti/Pd/Ag制背电极,正表面在扩散后生长一层SiO2,前面用光刻剥离法制备Ti/Pd/Ag电极,制成的1cm2太阳电池,开路电压VOC=612.8mV,短路电流ISC=29.3mA,填充因子FF=0.7579,效率η=13.61%。对一些影响电池特性的因素进行了研究,发现硅薄膜的掺杂浓度、发射层的掺杂浓度以
2、及减反射层都对太阳电池的特性有较大影响。关键词:太阳电池,单晶硅,薄膜SILICONTHINFILMSOLARCELLFABRICATEDBYRTCVDWangWenjingXuYingLuoXinlianYuMinYuYuanZhaoYuwen(BeijingSolarEnergyResearchInstitute,Beijing100083)(BeijingNormalUniversity,Beijing100875)Abstract:ResultsofsiliconthinfilmsolarcellfabricatedbyRTCVDarereported.Thesu
3、bstrateis〈100〉orientedp++-typesinglecrystallinesiliconwaferswhoseresistivityisabout5×10-3Ωcm.ThecrystallinesiliconthinfilmwasfabricatedbyRTCVDonpolishedp++-typesinglecrystallinesiliconwafer.Thethicknessofthesiliconfilmisabout38μm.Boronwasintroducedintothefilmduringdeposition.Thep-njunction
4、wasformedbyphosphorousdiffusion.ThebackAl/Ti/Pd/Agelectrodewasdepositedbyvacuumevaporation.About105nmSiO2filmwasgrownonthefrontsurfaceofcellasantireflectioncoating.ThefrontTi/Pd/Agcontactelectrodewasmadebyvacuumevaporationandphotolithographyprocess.Thebestconversionefficiencyofthesolarcell
5、was13.61%withVOC=612.8mV,ISC=29.3mA,andFF=0.7579.Theareais1cm2.Somepropertiesofthiscellwerediscussed.Wefondthatmanypropertiessuchasboronconcentrationinthefilm,phosphorousconcentrationinemitterlayerandantireflectioncoatinghavesignificantinfluenceonthesolarcellcharacterization.Keywords:solar
6、cell,crystallinesilicon,thinfilm0 引 言 自从T L Chu在1979年首次报道多晶硅薄膜太阳电池以来,已开展大量的研究工作[1-4]。目前多晶硅薄膜太阳电池制备方法主要有三种:一是以日本三菱重工为主发展起来的化学气相沉积+区熔晶化方法(CVD+ZMR)[5];二是以日本三洋公司为主的等离子化学气相沉积+固相晶化方法(PECVD+SPC)[6],三是液相外延方法[7]。在这三种方法中,CVD+ZMR法制备太阳电池的转换效率最高,达16.45%。其大尺寸电池的转换效率也达到14.22%,但目前其制备成本很高,现阶段的主要目标是降低成本。PE
7、CVD+SPC法制备太阳电池,成本较低,但光电转换效率也较低,目前最好的结果达9.2%,当前主要目标是改进工艺及原理,提高效率。液相外延的主要问题是产业化较困难。 我们以CVD+ZMR法为基础,开展多晶硅薄膜太阳电池的研究工作,主要目的是提高太阳电池效率,降低制作成本,并进一步实现该电池的产业化。作为第一步,我们首先研究在重掺杂的抛光单晶硅衬底上用CVD法形成单晶硅薄膜太阳电池,这种做法的目的在于研究薄膜太阳电池与体单晶硅太阳电池的区别。目前德国Fraunhaufer研究所得到的外延单晶硅薄膜太阳电池的最高效率达
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