非晶硅单晶硅异质结太阳电池的研究博士论文

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1、分类号：____________密级：______________公开ＵＤＣ：____________编号：______________中国科学院研究生院博士学位论文论文题目：非晶硅/单晶硅异质结太阳电池的研究200318013602649学号：_________________________作者：_________________________许颖专业名称：_________________________材料物理与化学2006年10月中国科学院研究生院博士学位论文论文题目：非晶硅/单晶硅异质结太阳电池的研究作者：_______________

2、__________许颖指导教师：廖显伯研究员单位：中国科学院半导体研究所中国科学院半导体研究所指导小组成员：孔光临研究员单位：陈维德研究员单位：中国科学院半导体研究所论文提交日期：2006年10月学位授予单位：中国科学院研究生院答辩委员会主席：赵玉文北京市太阳能研究所非晶硅/单晶硅异质结太阳电池的研究Studyona-Si:H/c-Sihetero-junctionSolarCells研究生姓名：许颖指导教师姓名：廖显伯中国科学院半导体研究所北京100083，中国DoctorDegreeCandidate：XuYingSupervisor：Liao

3、Xian-BoInstituteofSemiconductorsChineseAcademyofSciencesGraduateSchooloftheChineseAcademyofSciencesBeijing100083，P.R.CHINA独创性说明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得中国科学研究院或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明

4、并表示了谢意。签名：___________日期：____________关于论文使用授权的说明本人完全了解中科院半导体所有关保留、使用学位论文的规定，即：所内有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；所内可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵循此规定）签名：___________导师签名：___________日期：____________摘要本论文对于非晶硅/晶体硅异质结（HIT）太阳电池的机理、沉积工艺参数的优化、界面处理方法、界面缓冲层等方面进行了大量的研究工作，获得了以下研究结果

5、：1.我们采用AFORS-HET模拟软件研究了非晶硅/晶体硅异质结太阳电池结构参数对电池性能的影响。根据指导实验的需要，我们选取了n-型非晶硅和p-型晶体硅异质结电池结构。研究了n-型非晶硅发射区、本征非晶硅缓冲层、界面态、能带补偿以及背面加入微晶硅结对电池性能的影响。计算结果表明，n-型非晶硅膜最佳厚度约为5nm。本征非晶硅层的插入主要作用是钝化界面缺陷态，其光学带隙在1.85eV、导带边能带补偿为0.35eV时电池的性能最佳。引入微晶硅背面结以后，n-a-Si/p-c-SiHIT电池计算效率可达23.96%。2.系统研究了沉积功率、衬底温度、氢稀

6、释、气压和掺杂条件对n型硅基薄膜的微结构和光电性能的影响。研制出了优质的n型纳米硅薄膜（n-nc-Si:H）,其晶粒18-3尺寸为7～10nm，晶相比为60%。在高掺杂浓度（n＝2*10cm）下，获得了2较宽的光学带隙（Eg＝1.9eV）和较高的迁移率（µn＝5cm/V.S），适合在p型单晶硅衬底HIT电池中用作发射区。采用该种发射区材料制备了非晶硅/晶体硅异质结，比较了不同厚度N型发射区对电池性能参数的影响，发现随着N型发射区厚度的增加，电池的开路电压增加，考虑到对电池电流的影响和透明导电电极的制备工艺，我们确定了最佳厚度15nm。3.经过优化本征

7、层对硅表面的钝化作用，改善了非晶硅/晶体硅异质结太阳电池的2效率，成功研制出p型单晶硅衬底HIT太阳电池。在1cm面积上，达到效率2215.5%，其中Voc＝526.9mV，FF＝0.848，Jsc＝34.7mA/cm；在2.34cm面积上，2达到效率14.1%，其中Voc＝558.8mV,FF＝0.792，Jsc＝31.88mA/cm（AM1.5，2o100mW/cm，25C）。4.系统地研究了沉积温度、射频功率和真空退火条件对ITO透明导电薄膜的微结构-4及电学和光学性能的影响，研制出了高透过率（>90%）、低电阻率（<2.18×10Ωcm1）的

8、优质ITO透明导电薄膜，并应用于HIT电池。5.采用RF-PECVD技术，在高氢稀释、高功率密度和高气压条件