p种子层对单室制备微晶硅电池性能的影响

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1、第6’卷第%#期&##(年%#月物理学报RZF.6’，AZ.%#，P4UZ[NV，&##(%###D"&(#-&##(-6（’%#）-$&(1D#)<9C

2、天津市重点实验室，天津"###$%）（&##’年%&月&(日收到；&##(年%月)日收到修改稿）采用单室等离子体化学气相沉积技术沉积*+,微晶硅电池时，硼污染降低了本征材料的晶化率并影响了*-+界面特性.针对该问题文中采用*种子层技术，即在沉积*层后采取高的/&-0+/1比率及适当的功率又沉积一个薄的*层，初步研究了*种子层对微晶硅+层纵向均匀性及电池性能的影响.实验结果表明：采用此方法能改善*-+界面特性，提高本征材料纵向结构的均匀性并降低硼对本征层的污染，有效地提高单结微晶硅电池的性能.最后，通过优化沉积条件，制备得到光电转

3、换效率为’2’%3（%45&）的非晶-微晶硅叠层电池.关键词：单室，甚高频等离子体增强化学气相沉积，微晶硅太阳电池，*种子层"#$$：’%%6/，’)"#7，$")#8［1］［6，)］施主要有：氨气冲洗、9P等离子体处理、水蒸&［%］［$］%2引言气或酒精处理、08)和P&混合气体处理、氢等离［’］［(］子体处理、引入*或+种子层等.9P等离子体&硅薄膜太阳电池在降低成本方面更具潜力，成处理等方法需将衬底移出反应室后，才能进行处理，为光伏电池重要的研究方向之一.非晶硅是目前产这将会延长沉积时间，对工业化生产不利；08和P)&业规

4、模最大的薄膜电池，目前单室沉积非晶硅薄膜混合等处理方法会带来新的污染；美国能源光伏研太阳电池已经产业化.非晶-微晶硅叠层电池因其有［(］究所（BQR）S+等采用*DTNNH+,K方法来改善电池性更高的转化效率而成为研究的热点，但微晶硅电池能，但文献中对优化进程介绍甚少.因此，以上污染实验室方面的研究多是在多腔室中连续沉积而得到处理方法仍需要进一步探索，以最大程度上提高电的，设备成本高，系统控制与维护复杂，增添了产业池的效率.本文在单室中用甚高频等离子体增强化［%］化难度.因此，单室微晶硅薄膜太阳电池引起人们学气相沉积（R/8DQ

5、B9R;）技术制备了单结微晶硅的更大关注.单室沉积硅薄膜电池，要在同一个腔室电池，采用工艺兼容的*种子层技术，研究了其对微中沉积*层、+层和,层，必然会带来污染问题.在沉晶硅薄膜太阳电池性能的影响.积硅薄膜电池时高的氢稀释会提高硼原子的掺杂效［&］率，因此单室沉积微晶硅薄膜电池时本征层等更容易被掺杂原子污染，致使本征层及界面特性变差，&2实验进而影响电池性能.这就需要采取有效的措施来改实验中所有材料和电池都是在多功能沉积系统善电池界面及各层特性，从而改善电池的转化效率.（4FOTUNV9R;TWTUN5）的一个腔室中制备，材料采

6、用单室沉积微晶硅太阳电池对污染的处理方法包括气体（或等离子体）冲洗、氧化法、覆盖法等.用低R/8DQB9R;法沉积在经过一定浓度的/8酸腐蚀的气压下氢稀释硅烷等离子体覆盖腔壁来阻止磷对本BEKFN&###玻璃衬底上.电池在具有0,P&及=,P复［"］合膜的玻璃衬底上制备，结构为KFETT-0,P征层的污染；国外研究机构采取处理硼污染的措&-=,P-*D!国家重点基础研究发展计划（批准号：&##)9:&#&)#&，&##)9:&#&)#"）、国家自然科学基金（批准号：)#6#)##"）、南开大学博士科研启动基金（批准号：7#&#"

7、%）、科技部国际合作计划重点项目（批准号：&##);8<)&"(#）、国家高技术研究发展计划（批准号：&##$<<#6=1")）、天津市科技支撑计划（批准号：#’=9>8?@#"6##）和教育部新世纪优秀人才支持计划（批准号：A9BC)#6#)##"）资助的课题.!通讯联系人.BD5E+F：GHIJE,KL,E,ME+.NHO.4,*/期王光红等：+种子层对单室制备微晶硅电池性能的影响9;H-：%&$"：%&’"("#$：%&)*，+层、$层及’层生子层的功率，沉积了不同氢稀释的+种子层并分析!!"#$!!"#$长都采用甚高频电

8、源，且采用相同的激发频率，但三了其结构特性,拉曼光谱作为分析薄膜结构特性的层采用不同的电极间距,实验中各个腔室的真空保重要手段，在薄膜材料的研究中得到广泛应用，利用0-持在-.*/1(左右,它可以得到材料的晶化率等信息,图;给出了相同材料的光、暗电导是通过23$