nc-si:h/c-si硅异质结太阳电池中本征硅薄膜钝化层的优化

采用射频等离子体增强化学气相沉积(rf-pecvd)法在低温、低功率的条件下制备了一系列本征硅薄膜,研究了硅烷浓度(cs)对薄膜微结构、光电特性及表面钝化性能的影响.将本征硅薄膜作为钝化层应用到氢化纳米晶硅/晶硅(nc-si:h/c-si)硅异质结(shj)太阳电池中,研究了硅烷浓度和薄膜厚度对电池性能的影响.实验发现:随着硅烷浓度的降低,本征硅薄膜的晶化率、氢含量、结构因子、光学带隙和光敏性等都在过渡区急剧变化;本征硅薄膜的钝化性能由薄膜的氢含量及氢的成键方式决定.靠近过渡区的薄膜具有较好的致密性和光敏性,氢含量最高,带隙态密度低,且主要以sih形式成键,对硅片表现出优异的钝化性能,使电池的开路电压大幅提高.但是,当薄膜的厚度过小时,会严重影响其钝化质量.本实验中,沉积本征硅薄膜的最优硅烷浓度为6%(摩尔分数),且当薄膜厚度为~8nm时,所制备电池的性能最好.实验最终获得了开路电压为672mv,短路电流密度为35.1ma·cm-2,填充因子为0.73,效率为17.3%的nc-si:h/c-sishj太阳电池