【摘 要】
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对于单结非晶硅薄膜太阳电池，无论窗口层材料是宽带隙的p型非晶硅碳薄膜还是窄带隙的p型微晶硅薄膜，在i和p层之间都存在着一定的能带失配，导致界面缺陷态密度较大，对电池输出特性有不利的影响。本文研究了柔性衬底nip型非晶硅薄膜太阳电池i/p界面对电池性能的影响。研究发现界面处buffer层的设计对电池性能影响很大，在制备buffer层时，掺硼与掺碳的先后使电池的开路电压和填充因子有明显的不同。AMPS
【机 构】
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南开大学光电子薄膜器件与技术研究所,天津 300071 南开大学信息技术科学学院电子科学与技术系,
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对于单结非晶硅薄膜太阳电池，无论窗口层材料是宽带隙的p型非晶硅碳薄膜还是窄带隙的p型微晶硅薄膜，在i和p层之间都存在着一定的能带失配，导致界面缺陷态密度较大，对电池输出特性有不利的影响。本文研究了柔性衬底nip型非晶硅薄膜太阳电池i/p界面对电池性能的影响。研究发现界面处buffer层的设计对电池性能影响很大，在制备buffer层时，掺硼与掺碳的先后使电池的开路电压和填充因子有明显的不同。AMPS模拟分析表明，先掺入碳再掺入硼，有利于提高i层内建电场，从而改善载流子的输运特性。通过进一步的优化电池工艺，聚酰亚胺衬底上的非晶硅薄膜太阳电池获得了7.09％的初始转换效率。
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在不同的氢气分压下，用磁控溅射方法在玻璃基片上沉积了氢化非晶硅(a-si：H)薄膜。用X射线衍射仪(XRD)、显微拉曼光谱仪(Raman)、NKD7000w薄膜分析仪、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和紫外-可见光透射光谱仪(UV-VIS)研究了氢气分压对薄膜的物相结构、膜厚(沉积速率)和光学性能的影响。结果表明，可以用磁控溅射方法沉积非晶态结构的氢化硅薄膜，a-Si：H薄膜有良好的可见光透过率;
采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECvD)法在聚酰亚胺衬底上制备了非晶硅薄膜，主要研究了射频功率对沉积速率、均匀性、薄膜应力的影响。实验结果表明，射频功率40w，气流量H2：siH4=60sccm：5sccm时，非晶硅薄膜的沉积进入了耗尽模式，速率约为12nm/min;同时薄膜的均匀性得到了明显改善。在此基础上获得了光电转换效率为4.54％(5cm×5cm，AM0，25℃)的聚酰亚胺衬底
本文采用PECVD技术制备的n型氢化微晶硅氧材料代替Zn0做为背反射电极折射率匹配层，以在非晶硅电池中的应用为例来研究μc-SiOχ：H/Al复合背反射电极设计方案的可行性及相关问题。研究结果表明：在非晶硅电池中加入光电特性合适的μc-SiOχ：H层作为背反射电极折射率匹配层可以实现对电池效率的提高。复合背反射电极的使用主要提高了电池的短路电流密度，电流的提高来源于电池对550～750 nm波长范
采用RF-PECVD方法，以硅烷(SiH4)为反应气体，乙硼烷(B2He)为掺杂气体，经氢气稀释后在玻璃衬底上沉积p型氢化非晶硅(a-si：H)薄膜。用XRD和拉曼光谱分析薄膜的微观结构，采用日本岛津的(UV-Vis1601)紫外-可见光分光光度计测试薄膜样品的透过率，利用NKD-7000w光学薄膜分析系统拟舍得出薄膜的吸收系数和厚度，利用Tauc法计算薄膜的光学带隙。利用Keithley 651
CdTe/CdS异质结是CdTe电池光电转换的核心部分。X射线光电子谱(XPS)是研究材料界面成分分布、能带结构的有力工具。我们使用化学水浴的方法在FTO薄膜上制备CdS膜，使用密闭空间升华的方法制备CdTe膜，对CdTe/CdS异质结进行CdCl2退火处理。采用Ar离子深度方向刻蚀，XPS测量的方法，分析CdTe/CdS界面。通过对退火前和退火后CdTe/CdS界面处S、Te的内层电子谱图的分析
本文较为详细地对铜铟镓硒(C1GS)薄膜太阳电池进行了光学特性优化设计。在综合考虑电池各层材料吸收与反射光学特性基础上，利用干涉矩阵方法理论计算出电池的表面加权平均反射率Rw、CIGs吸收层吸收率Aw等系列光学评价参数。对比分析当采用Rw和Aw两种评价参数条件时CIGs电池光学设计结果差异的原因。当采用Aw作为评价参数时，结合窗口层ZnO和缓冲层CdS的光吸收率，能更为直接地反映出电池的实际光生电
在全球范围内的能源危机和环境压力下，太阳能的光伏利用受到世界各国的广泛重视，近年来取得了快速发展。但是由于硅材料成本较高，太阳电池制造工艺复杂，转换效率相对较低等不利因素阻碍了它的大规模应用。为了降低太阳能光伏发电系统的成本，利用聚光器进行光伏发电被认为是一种有效途径。本文设计了一个菲涅耳透镜点聚焦的聚光光伏系统，模拟了菲涅耳透镜点聚焦的光强分布，并对聚光和非聚光条件下太阳能电池的输出特性进行了数
薄膜太阳电池的稳定性直接影响到电池在预期使用寿命内的光电转换效率，其研究有重要意义。本文研究了高温下持续光照(80℃，100mW/cm2)对不同前电极结构的碲化镉薄膜太阳电池器件特性的影响。测量了实验前后器件的光暗I-V、C-V，分析讨论了引起器件特性变化的物理机制。
通过XRD、SEM谱，分析了三步蒸发工艺生长的电池吸收层Cu(In，Ga)Se2薄膜结构特性。在覆有Mo膜的玻璃衬底上，Cu(In，Ga)Se2薄膜沿(112)或(220/204)择优生长变化，其变化趋势极其依赖于Mo膜、衬底温度曲线等薄膜生长参数。通过工艺参数调整，获得了具有(220/204)择优取向的光伏质量吸收层薄膜，制备出的薄膜电池效率达到13.28％(总面积1.44 cm2，AM1.5)
为减少硅基薄膜太阳电池中的缺陷，使其恢复光伏特性，需要对其进行诊断治疗。采用电化学钝化技术，对不锈钢柔性衬底上n-i-p结构的非晶硅太阳电池进行了治疗，发现存在“短路”的太阳电池性能均有了不同程度的提高。将电化学钝化技术应用于不锈钢柔性衬底非晶硅/微晶硅叠层太阳电池的研制，获得了5.89％(25cm2，AMO，1353W/m2)和4.40％(73cm2，AM0，1353W/m2)的光电转换效率。