快速汽相沉积法制备硅薄膜太阳电池

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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SILICONTHINFILMSOLARCELLFABRICATEDBYRTCVDWangWenjingXuYingLuoXinlianYuMinYuYuanZhaoYuwen（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