提高多晶Si薄膜太阳电池转换效率的途径

多晶Si薄膜对可见光进行有效地吸收、光照稳定性好、制作成本低,被公认为是高效率和低成本的光伏器件材料。以提高多晶Si薄膜太阳电池转换效率为主线,介绍了增大晶粒尺寸以增加载流子迁移率、进行表面和体内钝化以减少复合中心、设计p-i-n结构以增加光收集效率、制作绒面结构以提高对入射光的吸收效果、改进电池结构以谋求最大效率等工艺措施;综述了近5年来多晶Si薄膜电池在材料生长、结构制备和性能参数方面取得的最新进展,并对其发展前景做了预测。

多晶Si薄膜表面金催化Si纳米线生长

以Au膜作为催化剂和大晶粒多晶Si薄膜为衬底,利用固-液-固生长机制,制备出直径在30～100 nm和长度为几百微米的高密度Si纳米线。实验研究了退火温度、生长时间和N2流量对Si纳米线生长的影响。结果表明,随着退火温度的升高,生长时间的延长和N2流量的增加,Si纳米线的长度和密度都显著增加。对不同生长时间下获得的Si纳米线样品进行了X射线衍射测量,结果显示随着生长时间的延长,多晶Si薄膜和表面的Au膜成分都在减少。光致发光谱则显示出弱的蓝光发射和强的红光发射特性,前者应是由非晶SiOx壳层中的氧空位发光中心引起,后者则应归因于Si纳米线芯部与非晶SiOx壳层之间界面区域附近中的Si=O双键态或非桥键氧缺陷中心。

6H-SiC衬底上多晶Si薄膜热壁CVD间隔生长与结构表征

在热壁LPCVD系统中利用间隔生长法在6H-SiC衬底上淀积Si薄膜,采用XRD、SEM、激光共聚焦显微镜和拉曼光谱对Si薄膜的表面形貌和结构进行表征。结果表明:相比于连续生长法,用间隔法制备Si薄膜的速率有所降低,但表面粗糙度有所减小,同时晶粒尺寸也增大。XRD测试结果表明:间隔法可以控制薄膜生长的择优取向。Raman光谱测试结果表明:采用间隔法且断源时间控制在30 s时,生长温度900℃,H2∶SiH4=400∶20 sccm时生长Si薄膜的Raman半峰宽最小。

多晶硅薄膜太阳电池

对已经取得较普遍应用的Si体太阳电池来说,开发新技术以降低电池的制造成本是目前该领域最重要的努力方向之一。尽管通过优化制造工艺可以在一定程度上进一进降低单晶Si和多晶Si体太阳电池的成本,但要进一大幅度地降低Si太阳电池的成本似乎是只能依赖于新一代的多晶Si薄膜电池。多晶Si薄膜电池因其转换效率高、寿命长和工艺简化等优点而极具潜力。本文从材料制备、材料性能和有关工艺等方面对多晶Si薄膜太阳电池的发展现状作了介绍。

H_2对Ar稀释SiH_4等离子体CVD制备多晶硅薄膜的影响

以SiH4,Ar和H2为反应气体,采用射频等离子体化学气相沉积方法在300℃下制备了低温多晶Si薄膜.实验发现,反应气体中H2的比例是影响薄膜结晶质量的重要因素,在适量的H2比例下制备的多晶Si薄膜具有结晶相体积分数高,氢含量低,生长速率快、抗杂质污染等特性.