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近年来，在能源需求和技术创新的双重驱动下光伏行业得到迅猛发展。继单晶硅太阳电池之后，微晶硅薄膜太阳电池由于其高的稳定性(几乎不存在S-W衰退现象)、高的转化效率和可实现低温大面积制备而备受关注。然而，微晶硅薄膜太阳电池的发展面临着如何实现微晶硅薄膜的高速生长、低温低功耗、应用廉价柔性衬底以及提高转化效率等方面的挑战。本文主要针对微晶硅薄膜材料的低温生长和微晶硅薄膜的光电性能及其在异质结太阳电池(HJ)应用两个方面展开研究工作。
本论文工作重点研究了喷射型等离子增强化学气相沉积(Jet-PECVD)系统在低温下制备微晶硅薄膜，通过优化生长参数在高生长速率(>20nm/s)下得到高晶化率、低缺陷密度的微晶硅薄膜材料；在薄膜微结构方面，通过拉曼(Raman)光谱和透射电子显微镜(TEM)表征证实，Jet-PECVD系统实现在异质衬底上生长结构均一、无孵化层的微晶硅薄膜。
针对微晶硅薄膜光电性能及其在异质结太阳电池应用方面，本论文工作在研究本征微晶硅薄膜电学、光敏性和掺杂性能的基础上，尝试着将微晶硅材料应用在HJ太阳电池中并制备了(n)μc-Si：H/a-Si：H/(p)c-Si结构的电池样品。实验证实a-Si的存在对c-Si表面起到钝化作用且a-Si：H的质量直接影响HJ太阳电池的性能。
论文工作在低温高速生长高质量微晶硅薄膜方面取得创新的研究结果，对于发展微晶硅薄膜电池具有一定的指导意义。