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采用射频等离子体增强型化学气相沉积(RF-PECVD)方法,以H2稀释的Si H4作为反应气体源,分别在玻璃、石英和c-Si衬底表面上制备了本征nc-Si:H薄膜,研究了衬底温度、射频功率和Si H4浓度对薄膜微结构与光电特性的影响。结果指出,在优化的晶化率条件下,本征nc-Si:H薄膜具有较高的光吸收系数、良好的光照稳定性和光敏性。以PH3和B2H6为掺杂剂,制备了具有较高质量的掺杂nc-Si:H薄膜,研究了掺杂浓度对薄膜微结构和光电特性的影响。实验发现,适量浓度的磷掺杂有助于提高薄膜的电导率。当[PH3]/[Si H4]为1.0%时,nc-Si(P):H薄膜的电导率为~5.4 S/cm。而较低浓度的硼掺杂,既可以降低薄膜的电阻率,又可以获得较宽的光学带隙。当[B2H6]/[Si H4]为0.1%时,nc-Si(B):H薄膜的电导率为~1.2×10-3 S/cm,光学带隙为~2.05e V。以H2稀释的CH4和Si H4为反应气体,在c-Si和石英衬底上制备了α-Si:H/α-Si C:H多层膜,并利用高温退火工艺获得了晶粒尺寸可控的nc-Si:H/α-Si C:H多层膜结构。其光吸收特性的测量证实,当Si纳米晶粒纵向尺寸从10nm减小到2nm时,多层膜的光学带隙从~1.2e V增加到~2.05e V,从而引起光吸收边发生明显的蓝移。另外,在室温条件下,在未退火的α-Si:H/α-Si C:H多层膜中观测到了明显的负微分电导现象,此起因于该多层膜中载流子的顺序共振隧穿。而在大于0.38MV/cm的高电场下,在退火后的nc-Si:H/α-Si C:H多层膜中观测到了载流子的Fowler–Nordheim隧穿过程。选择优化的p层、n层和i层制备工艺条件,在导电玻璃衬底上初步制作了一组不同i层厚度的p-i-n型nc-Si:H薄膜太阳电池,并分析了i层厚度对电池性能的影响。结果表明,合适的i层厚度可获得相对较好的光伏特性。