硅基薄膜疊層太陽能電池的仿真模擬和微晶硅氧薄膜的研究.pdf

1、非晶硅薄膜太陽能電池具有成本低、適合大面積制造等優點，然而其轉換效率較低以及穩定性較差。采用非晶硅氧、非晶硅碳、微晶硅氧等寬帶隙材料取代原先的窗口層，以及使用非晶硅/微晶硅疊層結構成為提高轉換效率和穩定性較為有效的方法。
　　本文從理論上研究了非晶硅薄膜太陽能電池各層參數對電池性能變化的原因。對于非晶硅/微晶硅疊層太陽能電池，從子電池的厚度匹配和隧穿復合結兩方面，研究了影響電池性能的關鍵因素。最后利用PECVD制備了不同工藝參數條

2、件下的微晶硅氧薄膜，初步探究了工藝參數對薄膜的光電性質（透射率、光暗電導率）的影響。
　　研究結果表明:(1)非晶硅薄膜太陽能電池中窗口層的摻雜濃度與本征吸收層的缺陷態密度是影響電池性能的關鍵因素，當窗口層的摻雜濃度低于1019 cm-3，或本征吸收層的缺陷態密度高于1017 cm-3eV-1時，電池的性能都會迅速的惡化。電池隨著窗口層的禁帶寬度和本征吸收層的厚度的變化趨勢，都是先增大后減小，窗口層的禁帶寬度和本征吸收層的厚度最優

3、值分別是2.2 eV和300 nm，電池隨著窗口層的厚度的增大而減小。(2)合適的厚度匹配可以明顯提高非晶硅/微晶硅電池的性能，當頂電池和底電池的本征層厚度分別為200 nm，2000nm時，疊層電池獲得最佳性能，隧穿復合結中間缺陷態密度和摻雜濃度是影響疊層電池性能的關鍵因素，只有當中間缺陷態提高到1017 cm-3 eV-1以上時，摻雜濃度提高到5×1019 cm-3時，光生載流子在復合結處才能很好的復合，從而使疊層電池的性能達到最大