黑硅太阳能电池的工艺研究

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1、文拿京交万方数据硕士专业学位论文黑硅太阳能电池的工艺研究1、heProcessR￡searchofBlackSiliconSolarCell作者：余超导师：徐叙珞(院士)北京交通大学2014年6月⋯⋯⋯权一㈣邺万方数据本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。学校可以为存在馆际合作关系的兄弟高校用户提供文献传递服务和交换服务。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明

2、)学位论文作者签名：么缒签字日期：力心年多月fz，日聊豁终万方数据学校代码：10004北京交通大学硕士专业学位论文黑硅太阳能电池的工艺研究TheProcessResearchofBlackSiliconS01arCell作者姓名：余超导师姓名：徐叙珞工程硕士专业领域：光学工程北京交通大学2014年6月学号：12125923职称：院士学位级别：硕士密级：公开万方数据致谢本论文的工作是在我的导师徐叙珞院士的悉心指导下完成的，徐叙珞院士严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响，在此向徐叙珞院士表示衷心的谢意，感谢两年来对我的关心和指导。同时，徐征教授指导我完成了实验室的科

3、研工作和毕业论文的修改工作。除了在学习上的帮助外，还教会我很多做事的方法和准则，在此向徐征教授表示衷心的感谢。赵老师、冀老师对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见，在此表示衷心的感谢。在实验室工作及撰写论文期间，张建业、卢学宝、王兆君、王坚强、郑艺彬等同学对我论文中的研究工作给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。同时也要感谢在中国科学院微电子所学习期间，夏阳老师、刘邦武老师、沈泽南博士、刘金虎、仇洪波、李勇、王坚强等给予我在学习和生活上的帮助，使得我能顺利完成毕业设计实验和论文。感谢我的家人，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业，接受良好的教育，将来成为对

4、社会有帮助的人。感谢国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2010CB327704)、国家自然科学基金(51272022)、国家高技术研究发展计划(863计划)项目(2013AAD32205)、教育部博士点基金(20120009130005)、教育部博士点基金(20130009130001)、教育部新世纪优秀人才支持计划(NCE■10．0220)、中央高校基本科研业务费专项资金(2012J13拗01)的资助。万方数据摘要当前，为了降低生产成本，硅片薄片化成为晶体硅太阳能电池的发展趋势之一。硅片变薄时，对光吸收和钝化的要求非常严格，特别是在钝化效果较好时，光吸收就成为了制约

5、电池效率提升的关键因素。因此，需要最大限度地增加硅基体对光线的吸收以提高太阳能电池的转换效率。文中制备的黑硅硅片在300～1100mn光谱范围内对入射光能达到95％的吸收率。本文利用等离子体侵没离子注入技术制备多晶黑硅，其原理为将硅片直接浸没在等离子体中，然后在硅片上施加负偏压，由于在硅片表面形成鞘层，所以硅片表面各处将同时被注入反应离子，并与硅片发生反应形成黑硅。本文采用自主搭建的等离子体侵没离子注入系统，研究出了一套制备黑硅硅片的最佳工艺，并初步实现了黑硅硅片的低成本批量制造；之后，将制备好的黑硅硅片做成太阳能电池，其开路电压、短路电流和填充因子分别为0．625V，8．75

6、0A和79．116％，转换效率可达17．79％，比常规太阳能电池转换效率高0．3％。由于黑硅硅片的纳米结构，使得硅片具有大的表面积和大量的表面态，其电子态和能带结构也发生了变化，所以本文还对黑硅表面钝化工艺进行了一系列研究，希望找到能有效降低黑硅表面活性和提高少数载流子寿命的方法。实验采用传统硅工艺使用的等离子增强化学气相沉积(PECVD)技术生长氮化硅薄膜来对硅片表面进行钝化，主要研究了气体比例、沉积温度和沉积时间对减反作用和钝化作用的影响；同时还研究了沉积条件对电池内、外量子效率的影响。关键词：等离子体侵没离子注入；黑硅；钝化万方数据ABSTRACTAtpreseI吐，i1

7、1ordertored∞etheproductioncost，thethiIl：∞rsmconwafeI’isthedeVelopImnt缸endofcrystalhnesiliconS0kceU．D嘴tothewa断sbecoImthi】[1Iler，eSpeCiaHywhenthepassivatione位ctisgood，HghtabS0唧bnbecomesacr啦ial＆toLTherefore，wemedt0maxiImze蝇htabsoIptionofthesihcons曲s仃a