【摘 要】
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迄今,常规的晶硅异质结太阳电池是目前光电转化效率最高的一种结构,但此种结构仍然存在高复合区域（n+/p+非晶硅掺杂层与金属接触区域）,重掺会导致严重的俄歇复合损失,而金属与硅直接接触（硅表面吸附金属离子形成缺陷态）,导致寄生分流,降低光电转换效率。目前解决这一难题最普遍的方式是借助高/低功函数材料替代n+/p+掺杂,实现光生载流子选择性传输,此种结构电池被称为选择性钝化接触晶硅太阳电池。选择性钝化
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迄今,常规的晶硅异质结太阳电池是目前光电转化效率最高的一种结构,但此种结构仍然存在高复合区域（n+/p+非晶硅掺杂层与金属接触区域）,重掺会导致严重的俄歇复合损失,而金属与硅直接接触（硅表面吸附金属离子形成缺陷态）,导致寄生分流,降低光电转换效率。目前解决这一难题最普遍的方式是借助高/低功函数材料替代n+/p+掺杂,实现光生载流子选择性传输,此种结构电池被称为选择性钝化接触晶硅太阳电池。选择性钝化接触晶硅太阳电池的结构主要分为三部分,分别是吸收层、钝化层、选择层。其中吸收层为n/p型晶硅;钝化层主要利用薄膜特性对晶硅进行化学或者场效应钝化,降低缺陷进而减少复合;选择层则是利用在钝化层上双面沉积高/低功函数材料,诱导硅界面能带弯曲,实现电子/空穴选择性传输。目前已经有许多材料被应用于钝化选择层,但是很少有对其内在传输机理进行表征的研究,对内在原理有清晰的认识有助于制备高性能晶硅太阳电池。本文主要以AlOx、TiO2、Mo Ox为选择钝化材料,借助多种表征仪器,深入分析了选择性钝化结构的效果。论文的主要工作包括:（1）制备了SiNx/AlOx/SiOx/c-Si/SiOx/AlOx/SiNx多层结构,对单晶硅进行了有效的钝化,在沉积不同厚度AlOx（1.5、5、10 nm）后对样品进行了不同条件的退火,利用QSSPC、TEM、KPFM对不同状态下的钝化薄膜进行了表征。实验发现对不同厚度的AlOx进行相同的退火处理时,钝化效果与厚度变化并不一致。实验证明其变化规律与SiOx的非晶化程度有关,不同晶型SiOx的功函数影响Qf,进一步影响钝化效果。对样品进行加盖SiNx:H层的研究表明,适当的氢含量能有效地保证AlOx的钝化效果,并发现在SiNx:H沉积之前进行预沉积退火可以有效地降低起泡密度。（2）制备了ITO/TiO2/i-a-Si:H/c-Si（n）/i-a-Si:H/Mo Ox/ITO选择性钝化接触结构与对应的异质结晶硅太阳电池。利用QSSPC表征,发现选择性钝化结构的钝化效果优于硅异质结结构。结合材料表面电势的变化（ΔCPD）与材料功函数的关系,利用KPFM对电池截面进行扫描,深入表征了材料的选择特性。并在此过程中,我们提出一种适用于准确扫描复杂（粗糙）截面电池表面电势的方法。具体是对太阳电池外加调值频率的电压,通过相位与表面电势对比可以定位界面,利用ΔCPD与材料功函数的的关系,定位缺陷层,并评估了太阳电池的少数载流子寿命。
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