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太阳能电池是解决未来能源危机的重要解决办法,目前有单晶硅、多晶硅太阳能电池,其中单晶硅太阳能电池的转换效率已经达到24%,多晶硅电池的效率也达到了10%。这两种太阳能电池占据了绝大多数的市场份额。但是,由于占太阳能电池主要成本的单晶硅、多晶硅的价格居高不下,导致太阳能电池生产成本较高。所以,人们找到了薄膜太阳能电池的发展方向。其中比较成熟的有非晶硅薄膜太阳能电池、铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池、染料敏化太阳能电池等等。对于硅基薄膜太阳能电池,可分为非晶硅和多晶硅薄膜电池。非晶硅薄膜主要是利用等离子体化学气相沉积(PECVD)的方法制备。以硅烷(SH4)、氢气(H2)为主要反应气体,制备出氢化非晶硅(a-Si:H)薄膜。又利用乙硼烷(B2H6)、磷烷(PH3)对非晶硅进行掺杂,得到P型和N型的半导体材料。非晶硅薄膜太阳能电池多长波段的太阳光有较好的吸收系数,但是薄膜太阳能电池厚度一般只有几百纳米,所以单纯PN结的非晶硅薄膜电池对光的吸收率并不高,为了解决这个问题,通常采用P-I-N(P型-本征型-N型)的结构设计,这样可以适当增加本征层(Ⅰ层)薄膜的厚度,来提高电池对光的吸收。但是由于非晶硅材料的无序性,载流子的迁移率、寿命和扩散长度都比单晶硅中要低很多,所以使非晶硅薄膜多晶化,能够大大降低载流子在晶界的复合,有效增加载流子的寿命,从而提高电池的转换效率。一般使用PECVD直接沉积多晶硅薄膜有很大困难,所以通常用金属诱导非晶硅晶化、固相晶化和激光晶化等。在本论文中,基于金属诱导非晶硅晶化,然后利用晶化的多晶硅薄膜作为种晶层,用PECVD沉积硅薄膜,可直接得到多晶硅薄膜。主要工作分为两部分:(1)利用金属诱导使非晶硅薄膜晶化的方法,重点探索了金属铝(Al)和锡(Sn)对非晶硅晶化的影响。实现了在玻璃衬底上非晶硅的晶化。利用铝诱导,退火处理2小时,在500℃实现了厚度约200nm的非晶硅薄膜晶化;利用金属锡,非晶硅在400℃时开始晶化,到450℃温度时已经得到晶化率较高的多晶硅薄膜。得到较实用的制备种晶层的工艺参数。(2)安装调试实验室第一台等离子体化学气相沉积设备(PECVD),摸索出了本台设备的使用特点,初步制备了氢化非晶硅薄膜(a-Si:H),对薄膜的结构和光敏性进行了测试分析,掌握了基本的工艺。初步制备PIN结构的非晶硅薄膜电池,为制备非晶硅和多晶硅薄膜太阳能电池积累了一定方法。