c-Si异质结太阳电池.doc

c-Si异质结太阳电池.txt26选择自信，就是选择豁达坦然，就是选择在名利面前岿然不动，就是选择在势力面前昂首挺胸，撑开自信的帆破流向前，展示搏击的风采。本文由888ronglin贡献
pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。
第２７卷第７期
２００６年７月
太阳能学报
Ａ阻Ａ
ＥＮＥＲＧＩＡ－ＥＳｏＩ．ＡＲＩｓＳＩＮＩＣＡ
Ｖ０１．２７。Ｎｏ．７
“．，２００６
文章编号：０２外００９６（２０嘶）０７－Ｏ矽１．惦
热丝化学气相沉积ｎ型ｎｃ．Ｓｉ：Ｈ薄膜及ｎｃ．Ｓｉ：Ｈ／ｃ．Ｓｉ异质结太阳电池
张群芳１，朱美芳１，刘丰珍１，刘金龙１，许
颖２
（１．中科院研究生院物理系，北京１０００３９；２．北京市太阳能研究所，北京１０００８６）
摘要：采用热丝化学气相沉积（Ⅲ㈣）技术制备ｎ型纳米晶硅（∞一Ｓｉ：Ｈ）薄膜，系统地研究了沉积参数，特别是
掺杂浓度对薄膜微结构、电学性质和缺陷态的影响，获得了器件质量的ｎ型ｎｃ．ｓ：Ｈ薄膜。制备了ｎｃ—Ｓｉ：Ｈ，ｃ—Ｓｉ皿’
（ＨｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎｗｉｍＩＨ晡璐ｉｃ田ｉｎ－ｌ研ｅｒ）结构太阳电池，研究了异质结结构参数对电池性能的影响，初步得到电池性能
参数如下：ｋ＝４８３ｍＶ、＿，。＝２９．５ｍⅣ耐、胛＝７０％、叩＝１０．２％。
关键词：热丝化学气相沉积；纳米晶硅；异质结；太阳电池中图分类号：ｒ１１（５１４文献标识码：Ａ
０
引
言
及沉积气压（Ｐ。）制备了４个系列的样品。用光热偏转谱（ＰＤｓ）研究了掺杂对薄膜缺陷态密度的影响。ＲａｍａＩｌ光谱采用Ｔ６４０００型Ｒａｍａｎ光谱仪测得，通过Ｒ舢ａＩｌ谱的解谱得到薄膜晶态比。ｎｃ—ｓｉ：Ｈ／ｃ—ｓｉ
ＨｒＩ’
纳米晶硅薄膜因具有高的光吸收系数及高稳定性等优点，成为制备廉价高效薄膜太阳电池的基础材料之一。目前纳米晶硅薄膜的制备方法主要包括化学气相沉积（等离子体，热丝）、蒸发和溅射等技术，其中热丝化学气相沉积具有结构简单、成本低、气体利用率高及无离子轰击，能够低温、高速沉积器件质量纳米晶硅薄膜等优点¨。Ｊ。在ｃ．Ｓｉ上生长一层ａ—Ｓｉ：Ｈ或ｎｃ—Ｓｉ：Ｈ薄膜形成的异质结太阳电池，具有实现高效率低成本硅太阳电池的发展前景。ＭｉｋｉｏＴａｇｕｃｈｉ等制备的Ｈｒｒ多层结构ａ—Ｓｉ／ｃ—ｓｉ异质结电池效率达到２０．１％［４’５］。
结构太阳电池在电阻率为３～５Ｑ?ｃｍ的Ｐ型（１００）ｃ．Ｓｉ衬底上制备，在ｃ—Ｓｉ背面蒸发一层铝，然后氮气中
退火得到背电极，上电极的透明导电膜（啪）通过蒸
发制备，ｓｉ薄膜沉积前用ｌ％盯除去ｃ—Ｓｉ衬底表面
氧化物。研究了ｉ层厚度ｄｉ及热丝温度乃对电池性质的影响，电池的，一ｙ特性在ＡＭｌ．５，１００ＩＩｌＷ／ｃｍ２太阳模拟器照射下测得。
表ｌ沉积参数７Ｉ曲ｌｅ
ｌ
Ｄ印０８ｉ６０ｎ
ｐａ龇伧ｔｅＩｓ
我们采用聃℃ｖＤ技术，通过优化沉积参量，获
得了器件质量的ｎ型纳米晶硅薄膜；并在此基础上制备了ｎｃ—ｓｉ：Ｈ／ｃ．ｓｉＨｒｒ结构太阳电池，初步得到了１０．２％的初始转换效率。１
实
验
ｓｉ薄膜采用聃℃ｖＤ技术，在玻璃衬底上制备，
沉积参数如表１所示。衬底温度固定在２５０℃，沉积前用原子Ｈ处理衬底表面５ＩＩｌｉｎ。改变掺杂浓度比（Ｒ＝［Ｐ地］／［ｓｉＨ｜］）、热丝温度（ｎ）、氢稀释度（ｓＨ）
收稿日期：２００４一ｌｌ一３０
２结果和讨论
图１给出了不同Ｐ。条件下ｎ型ｎｃ—Ｓｉ：Ｈ薄膜电导率随掺杂浓度比Ｒ的变化，图１表明，在相同Ｐ。条件下，电导率随着Ｒ的增加很快上升，当Ｒ＞
基金项目：国家重点基础研究发展规划（９ｒ７３）项目（Ｇ２００００２８２０８）；国家自然科学基金（６００７∞０４）万方数据
太
阳
能
学
报
２７卷
ｏ．３％时，电导率趋向饱和；高Ｐ。对应高电导率，这可能是由于高气压下气相反应充分，与磷相关的反应基元浓度较高，从而提高掺杂效率所致。图２给出了不同沉积气压下ｎ型ｎｃ—ｓｉ：Ｈ薄膜的光热偏转谱（ＰＤｓ）曲线，随着Ｐ。的升高，低能端吸收增加，这是由于掺杂原子及由此引起的缺陷态的增加引起，与电导率的变化一致。通过ＰＤｓ曲线计算了杂质缺陷态密度Ⅳｓ，当Ｐ。＝２Ｐａ时，Ⅳｓ＝６．７×１０１７
ｃｍ～－
大，之后电导率随ｓＨ的增加而减小。通常，提高ｓ。可以提高薄膜晶态比和晶粒尺寸，从而电导率随薄膜晶化的增加而相应增加。当．ｓＨ＞９０％时，电导率的下降很可能是在高ＪｓＨ下晶粒较大，材料不够致密，导致缺陷态密度增加，使迁移率下降。图４给出
ｓＨ为９０％和９５％条件下制备的薄膜的麟谱线，
并计算得到缺陷态密度分别为６．７×１０１７ｃｍ‘３?“。１
和１．９×１０１８咖～?ｅｖ～。因此在器件制备中选择的
．ｓＨ为９０％。
ｅｖ～，当Ｐ。＝１０Ｐａ时，ⅣＳ达到８．０×１０１８ｃｍ～?ｅｖ～。高