对单室沉积非晶硅/非晶硅/微晶硅 三叠层太阳电池进行研究

光伏发电作为可再生能源的重要组成部分吸引着越来越多的人投入到这一研究领域中，几乎每一个国家都在关注这一领域的研究。低光伏发电成本、高效率太阳电池的获得更是人们一直以来追求的目标。单室沉积技术作为一种低成本技术已成为人们关注的热点之一。现在产业化比较成熟的硅基薄膜太阳电池大多是单室沉积的非晶硅薄膜太阳电池或非晶硅/非晶硅叠层太阳电池，其光电转换效率基本上在6.5%左右。如何利用现有的低成本技术，同时又能够进一步提高其转换效率是一个值得关注的方向。本文在产业化光电转换效率比较高、稳定性比较好的非晶硅/非晶硅叠层太阳电池的基础上，首先进行了单室沉积单结微晶硅底电池的研究，然后进行了高效率、低成本的非晶硅/非晶硅/微晶硅三叠层太阳电池的研究。目前，对于单室沉积的非晶硅/非晶硅/微晶硅三叠层太阳电池的研究报道很少。通过初步优化。

单室内连续沉积两个微晶硅太阳电池的-V和EQE测试单室沉积转换效率达7.47%单结微晶硅太阳电池-V曲线3.2.单室沉积非晶硅/非晶硅/微晶硅三叠层薄膜太阳电池掌握了单室沉积单结微晶硅薄膜太阳电池的工艺技术后，在进行非晶硅/非晶硅/微晶硅三叠层底电池本征层不同硅烷浓度制备非晶硅/非晶硅/微晶硅三叠层太阳电池的-V曲线非晶n层不同处理时间制备非晶硅/非晶硅/微晶硅二叠层太阳电池的-V曲线转换效率为9.52%的非晶硅/非晶硅/微晶硅三叠层太阳电池的-V曲线太阳电池制备前，我们对生产线上提供的非晶硅/非晶硅叠层太阳电池进行了小面积电池性能的测试分析。是面积为0.253cm2电池的-V测试结果。从图中可以看出虽然非晶硅/非晶硅叠层太阳电池的人。比较小，但电池的V和填充因子（FF）比较好，因此电池的光电转换效率达到了7.12%.津能电池科技有限公司生产的非晶硅/非晶硅叠层太阳电池的-V曲线在前面制备单结微晶硅薄膜太阳电池的基础上，本文首先进行了非晶硅电池和微晶硅电池相连接的nip隧穿结的研究。因为生产线上提供的非晶硅/非晶硅叠层太阳电池的n层是非晶，而非晶硅/非晶硅/微晶硅叠层太阳电池中的n-）隧穿结需要是微晶的才能形成很好的接触和隧穿特性。因此需要在此电池基础上进行非晶硅n层的处理。本文提出通过氢等离子体刻蚀然后再沉积微晶硅n层的方法。给出了采用氢等离子体处理时间分别为2s和10s制备电池的-V测试结果。从图中可以看出：一定时间的氢等离子体处理对电池特性有很好的调控作用，使得转换效率从8.12%增长到8.69%.这主要是因为氢等离子体处理会对非晶硅n层进行刻蚀，这样一方面减薄了非晶硅n层的厚度，另一个方面也使随后生长的微晶n层和p层能够很好的晶化，改善了微晶硅底电池的特性，从而提高了非晶硅/非晶硅/微晶硅三叠层太阳电池的性能。

除了关注n-）隧穿结的影响外，本文也对影响微晶硅底电池性能的沉积参数i硅烷浓度（=/）的变化进行了研究，是沉积底电池本征层的Csc值分别是5.8%和6%制备电池的-V测试结果。我们知道反应气体中硅烷浓度的提高将会提高微晶硅电池的Vc.通过的曲线的测试结果可以看出：硅烷浓度对微晶硅底电池的V有一定的调控作用，在底电池本征层的Csc值为6%的条件下，电池的V达到了2.135V，光电转换效率也达到了通过前面的研究可知：非晶硅/非晶硅/微晶硅三叠层太阳电池的性能与底电池的沉积条件和nip隧穿结的特性都有一定的关系。本文对上述参数进行了进一步优化，获得了光电转换效率达到9.52%的非晶硅/非晶硅/微晶硅三叠层太阳电池，具体的测试结果如所示。

4结论本文在生产线上制备的非晶硅/非晶硅叠层太阳电池的基础上，对微晶硅底电池的沉积条件和电池中nip隧穿结的特性进行了优化，获得了光电转换效率达到9.52%的非晶硅/非晶硅/微晶硅三叠层太阳电池，该电池是完全的单室技术。通过研究可以看出：已经产业化的单室非晶硅薄膜太阳电池可以进行技术升级，即利用微晶硅薄膜太阳电池稳定性好和能够拓展光谱的特点，进行高效非晶硅/微晶硅或非晶硅/非晶硅/微晶硅叠层太阳电池的研究，为硅基薄膜太阳电池产业化做出贡献。