非晶孵化层对高速生长微晶硅电池性能的影响

采用高压高功率的甚高频等离子体增强化学气相沉积(VHF-PECVD)技术,以不同的反应气体总流量制备出沉积速率大于1nm/s、次带吸收系数(α_(0.8eV))小于2.5cm^(-1)且具有相同晶化率的本征微晶硅薄膜,然而将其应用在微晶硅电池中时,电池性能却有明显差异。通过对微晶硅电池的光、暗态J-V,量子效率(QE)和微区拉曼(Raman)测试发现,微晶硅薄膜中非晶孵化层厚度的不同是引起电池性能差异的主要原因。反应气体总流量较低时沉积的微晶硅薄膜具有较厚的非晶孵化层,阻碍了载流子的输运,使电池的长波光谱响应下降,从而降低了电池的短路电流密度与填充因子;而增加总气体流量,有效减小了微晶硅薄膜中的非晶孵化层的厚度。从而使电池性能得到改善。最后在总气体流量为500sccm时,制备得到沉积速率为1nm/s,效率为7.3%的单结微晶硅太阳电池。

缓冲层结构微晶硅太阳能电池性能的研究

采用在籽晶层与I层之间插入缓冲层的方法制备了一组微晶硅太阳电池,其结构式:AI/N层/I层/缓冲层/籽晶层/P层/Sn O2:Zn O/玻璃基底.通过测试表明,具有缓冲层的微晶硅电池的开路电压、短路电流.填充因子和转换效率明显好于无缓冲层的微晶硅电池,当1.6%硅烷浓度沉积籽晶层、3%硅烷浓度沉积缓冲层、5%硅烷浓度沉积I层时,获得微晶硅电池转换效率比无缓冲层高3.18%.

微晶硅太阳电池中的p型层对本征层结构特性的影响

本文采用VHF-PECVD技术制备了系列硅薄膜,通过椭圆偏振技术及拉曼测试手段研究了p型微晶硅层对本征微晶硅薄膜结构特性的影响。实验结果表明:在薄膜生长初期,与玻璃衬底上生长的本征微晶硅薄膜相比,微晶p层上的硅薄膜表面粗糙度较大,非晶孵化层较薄;随本征薄膜厚度的增加,玻璃衬底上生长的本征微晶硅薄膜的粗糙度大于微晶p层上生长的本征微晶硅薄膜,相比之下,微晶p层上的本征微晶硅薄膜生长得比较均匀。

分步法高速沉积微晶硅薄膜

为提高微晶硅薄膜的纵向结晶性能,在甚高频等离子体增强化学气相沉积技术的基础上,采用过渡参数缓变和两步法相结合的方法在普通玻璃衬底上高速沉积薄膜。当功率密度为2.1 W/cm^2,硅烷浓度在6%和9.6%之间变化时,从薄膜方向和玻璃方向测算的Raman晶化率的差异维持在2%以内.硅烷浓度为9.6%时,薄膜沉积速率可达3.43 nm/s,从薄膜方向和玻璃方向测算的Raman晶化率分别为50%和48%,差异的相对值仅为4.O%.合理控制过渡阶段的参数变化,可使两个方向的Raman晶化率差值下降到一个百分点.表明采用新方法制备薄膜,不仅可以抑制非晶孵化层的形成,改善微晶硅薄膜的纵向结构,还为制备优质薄膜提供了较宽的参数变化空间.