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1、多晶硅薄膜太阳能电池制作人：张春芳学号：20132160181.研究背景可持续发展，环境保护等观念的深入人心近年常规化石能源的日渐枯竭多晶硅太阳能电池是很有前景的4135薄膜化(或薄层化)是降低太阳能电池成本的主要手段和发展趋势。非晶硅薄膜太阳电池虽在成本上具有一定优势,但光疲劳效应严重制约了其发展。多晶硅薄膜电池是兼具单晶硅和多晶硅电池的高转换效率和长寿命以及非晶硅薄膜电池的材料制备工艺相对简单等优点的新一代电池。1.研究背景2.电池工作原理41235工作原理：基于太阳光与半导体材料的作用而形成光伏效应。光伏效应：光与半导体的相互作用可以产生
2、光生载流子。当将所产生的电子-空穴对靠半导体内形成的势垒分开到两极时,两极间会产生电势,称为光生伏打效应,简称光伏效应。3.电池的结构前电极P型N型背电极支撑衬底增透膜绝缘膜4.电池的制备工艺补底的制备和选择隔离层的制备籽晶层的制备TextinhereTextinhere多晶硅薄膜制备电学限制晶粒的增大光学限制电极制备PN结制备钝化6.背表面进行钝化2.多晶硅薄膜的宽度至少是厚度的一倍3.少数载流子扩散长度至少是厚度一倍4.衬底必须具有机械支撑能力5.良好的背电极5.电池对薄膜的基本要求1.多晶硅薄膜厚度为5μm～150μm7.良好的晶粒界6.
3、多晶硅薄膜制备方法1半导体液相外延生长法（LPE）2区熔再结晶法(ZMR法)3等离子喷涂法(PSM)4固相结晶法(SPC)5化学气相沉积法(CVD)6.多晶硅薄膜制备方法AddYourTitleLPE法生长技术已广泛用于生长高质量和化合物半导体异质结构，也可以在平面和非平面衬底上生长,能获得结构完美的材料。近年来用LPE技术生长晶体硅薄膜来制备高效薄膜太阳电池引起了广泛的兴趣。LPE生长可以进行掺杂,形成n-型和p-型层,LPE生长设备为通用外延生长设备,生长温度为300℃～900℃,生长速率为0.2μm/min～2μm/min,厚度为0.5μ
4、m～100μm.外延层的形貌决定于结晶条件,并可直接获得具有绒面结构的外延层。半导体液相外延生长法（LPE）在硅上形成SiO2层,用LPCVD法在其上沉积硅层,将该层进行区熔再结晶(ZMR)形成多晶硅层。为了满足光伏电池对层厚的要求,在ZMR层上用CVD法生长一定厚度的硅层作为激活层,用扫描加热使其晶粒增大至几毫米,从而形成绝缘层硅(sol).为制备多晶硅薄膜太阳电池,在激活层表面进行腐蚀形成绒面结构,并进行n型杂质扩散形成p-n结,然后进行表面钝化处理和沉积减反射层,并制备电极,进行背面腐蚀和氢化处理,制作背电极,即制成多晶硅薄膜太阳能电池。
5、区熔再结晶法(ZMR法)6.多晶硅薄膜制备方法6.多晶硅薄膜制备方法AddYourTitle硅粉在高温等离子体中加热熔化,熔化的粒子沉积在衬底上,衬底由加热器加热、沉积前,用红外热偶测试衬底温度,使之保持在1200℃.沉积的多晶硅膜厚度为200μm～1000μm。用等离子体喷涂沉积多晶硅薄膜太阳电池,全部采用低温度等离子CVD工艺。用碱或酸溶液腐蚀沉积的多晶硅层,在其上于200℃用等离子CVD形成厚度为200×10-8cm的微晶硅作为发射层,并制备ITO减反射层和银浆电极构成太阳电池。等离子喷涂法(PSM)6.多晶硅薄膜制备方法AddYurTi
6、tle用化学气相沉积法(CVD),在铝陶瓷衬底上沉积3μm～5μm的硅薄膜。为了获得高质量的硅薄膜,铝陶瓷衬底上预先沉积Si3N4/TiO2(650×10-8cm)双层减反射膜.在硅薄膜沉积时,引入硼掺杂.用CW-Ar激光束熔化沉积的硅膜,在氮气氛中,400℃～500℃下再结晶.制备薄膜太阳电池时,用常规方法进行p扩散和沉积ITO膜,用氢等离子来钝化晶体缺陷.化学气相沉积法(CVD)6.多晶硅薄膜制备方法开始材料α-Si用SiH辉光放电沉积在平面或绒面衬底上,沉积时加PH3,形成p-掺杂层,p-掺杂层典型的厚度为170nm,在其上沉积不掺杂的α
7、-Si层.通过改变沉积条件,如压力、RF功率等来改变不掺杂的α-Si层的结构.沉积后,在真空中600℃下进行退火,使α-Si层进行固相结晶,形成多晶硅。固相结晶法(SPC)7.如何提高电池转换效率限制太阳能电池转换效率的因素很多，提高吸光率和减少载流子复合是提高转换效率最重要的2种方法。众所周知，吸光率越大，电池转换效率越高。si对可见光的光学吸收长度约为150um。由此可见，传统单晶与非晶硅太阳能电池的厚度为200um左右，有利于充分吸收太阳光能量。按照国际认定的标准，新一代薄膜太阳能电池的厚度应在50um以下。这意味着必须使较长波段的光在薄
8、膜的上下表面间来回反射，以增加其光程，达到提高吸光率的目的。7.如何提高电池转换效率要使吸光率A（λ）在宽谱带范围内达到高值，可以采取2种方法。使薄膜
