硅基薄膜太阳能电池日益展现出巨大的应用潜力和广阔的应用前景，但是与单晶硅太阳能电池相比还有两个不足之处：(1)转换效率有待提高；(2)稳定性不够理想。　　 因为太阳光谱的能量分布较宽，而任何一种半导体材料都只能吸收能量大于其带隙的光子。用不同带隙的子电池叠合起来构成叠层电池可以扩展光谱吸收范围，从而提高转换效率。　　 由于影响电池稳定性的光致衰退效应是体效应，要提高稳定性，需要减小非晶硅本征层的厚度以减少光致衰退效应。而叠层电池中非晶硅子电池厚度小于单结非晶硅电池的厚度，这恰好可以满足上述要求。　　 所以，做叠层电池可以同时提高转换效率和稳定性。但是，叠层电池的内部存在着NP反向结，VP反向结是由相邻的项电池的N层和底电池的P层形成。传统的反向结有一定的整流特性，对电流起反向阻挡作用。因此，VP反向结是影响叠层电池的一个重要问题。NP反向结的电流输运机制表现出“隧道结”的特征。本论文以制备高复合速率叠层电池隧穿复合结为目标，围绕着重掺杂硅薄膜及其在隧穿复合结中的应用展开研究工作，同时为更好地了解叠层电池的顶电池和底电池的衔接和匹配问题，也研究和分析了作为顶电池的非晶硅电池和作为底电池的微晶硅电池中的一些问题。主要工作有以下几个方面：　　 1.研究不同浓度硼掺杂对硅薄膜隧穿复合结的影响。确定出隧穿复合结复合层最佳的气体掺杂比(R=[B2H6]/[SiH4])为0.04。实验结果表明：增加气体掺杂比可以实现硅薄膜由微晶到非晶的转变。薄膜的光电特性和微结构与气体掺杂比密切相关。当复合层的气体掺杂比为0.04时，隧穿复合结的整流特性最小，其Ⅰ-V曲线接近直线，说明该复合层能够为复合提供足够多的复合中心，保证复合的顺利进行；此时电阻也最小，当偏压为0.01V时，电阻仅为普通N/P结电阻的65.7％。　　 2.首次提出在叠层电池隧穿复合结中插入P型重掺杂纳米硅代替通常P型重掺杂非晶硅层，作为光生电子(来自项电池)空穴(来自底电池)复合层，并初步制备出利用重掺杂纳米硅做复合层的优质隧穿复合结。结果表明，P型重掺杂纳米硅的缺陷态密度(2.7×1019cm-3)比P型重掺杂非晶硅(1.5×1019cm-3)大，可以提供更多的复合中心，获得更高的复合速率。利用重掺杂纳米硅做复合层的隧穿复合结对电流的阻碍更小，在0.01V时，电阻比非晶硅复合层隧穿复合结减小了79％。另外，P型重掺杂纳米硅带隙宽因而光吸收少，制备工艺与叠层电池的沉积工艺相兼容。　　 3.研究了沉积条件对单结电池性能的的影响：随本征层沉积时辉光功率增加，电池的开路电压由0.86V逐渐降至0.32V，我们认为开路电压降低是由于本征层结构发生了变化，Raman测试表明本征层的晶相比由18.2％增加到41.8％，说明本征层从非晶渐变为微晶；电池的填充因子逐渐减小，因为随开路电压的降低，内建电场逐渐减弱使电池对光生载流子的收集效率降低。经过优化沉积参数，在不加背反射电极的情况下，我们制备的柔性不锈钢衬底上nip单结非晶硅电池达到VOC=0.89V，JSC=14.39mA/cm2，FF=0.59，Eff=7.62％。　　 4.我们发现：制备单结nip结构非晶硅电池p/p+层时，沉积P与P+层之间，加氢等离子体处理P层可使电池的开路电压提高(我们的实验提高了25.7mV)。我们认为开压提高的原因是：第一，氢等离子体刻蚀可以减小带尾态密度和缺陷态密度，进而减弱载流子的复合作用，使电池的漏电电流比较小，开路电压得到提高。第二，氢等离子体刻蚀使P层的纳米硅含量提高，激活能变小，使P层的费米能级降低，N层和P层的费米能级之差加大，开压提高。最终我们单结非晶硅电池的开压达到0.99V。　　 5.微晶硅电池特性分析和叠层电池初步设计。