P型微晶硅材料的性能研究及其在柔性衬底非晶硅基薄膜太阳电池上的应用

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目前,具备低成本特点的硅基薄膜太阳电池已成为太阳电池研究的重点,其中,不论是非晶硅薄膜太阳电池还是微晶硅薄膜太阳电池都具有各自显著的特点和优势,而本论文中所制备的柔性衬底倒结构非晶硅薄膜太阳电池是以P型微晶硅材料作为其窗口层,从而集多种类型太阳电池的优点于一身,使所制备的太阳电池既可以拥有非晶硅本征层高吸收系数的特点,同时,微晶化的窗口层材料又具备良好的电学特性,并且以柔性材料作为衬底使得电池的应用领域得到了充分的扩展。   论文叙述了采用RF-PECVD技术来生长P型微晶硅材料以及制备P型微晶硅材料作为窗口层的柔性衬底倒结构非晶硅太阳电池,在介绍了微晶硅材料及太阳电池的相关研究背景、实验工艺和性能测试方法之后,作为论文的核心部分,文章分析了P型微晶硅材料各沉积参数对其性能的影响以及P型微晶硅材料作为窗口层在太阳电池中的应用。   在对P型微晶硅材料的特性研究中,论文分别从氢稀释率、反应压强、衬底温度、反应功率密度和硼掺杂浓度的角度分析了这些反应参数对材料暗态电导率、光学带隙以及材料晶化率的影响,比较详尽的分析了材料各反应参数的作用原理和机制,并对分层生长P型微晶硅材料的工艺条件进行了初步的研究,从而制备出了晶化率良好且暗态电流达到0.8mA的P型微晶硅材料。   将P型微晶硅材料应用于非晶硅太阳电池后,本文比较详细的讨论了P型微晶硅材料的厚度、掺杂浓度以及晶化率对太阳电池输出特性的影响作用,并分析了非晶本征吸收层I层对生长在其上的P层材料的特性乃至对太阳电池整体性能的影响,最后对电池I/P界面的处理工艺也做了初步的研究,并成功制备出了光电转换效率超过4%的太阳电池。
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