微晶硅薄膜太陽能電池

微晶硅薄膜太陽能電池第1頁，共12頁，2023年，2月20日，星期六引言微晶硅薄膜是介于非晶硅和單晶硅之間的一種混合相無序半導(dǎo)體材料，是由幾十到幾百納米的晶硅顆粒鑲嵌在非晶硅薄膜中所組成的，它兼?zhèn)淞朔蔷Ч韬蛦尉Ч璨牧系膬?yōu)點，被認(rèn)為是制作太陽電池的優(yōu)良材料。

河北工程大學(xué)畢業(yè)論文演示文稿第2頁，共12頁，2023年，2月20日，星期六一、主要介紹微晶硅薄膜太陽電池的應(yīng)用優(yōu)勢以及其可應(yīng)用的領(lǐng)域。二、主要介紹微晶硅薄膜太陽電池的結(jié)構(gòu)特點。三、將重點介紹微晶硅薄膜太陽電池的制備技術(shù)以及其技術(shù)優(yōu)化。

本文內(nèi)容微晶硅薄膜太陽電池制備技術(shù)的研究第3頁，共12頁，2023年，2月20日，星期六1.1微晶硅薄膜太陽電池的應(yīng)用優(yōu)勢

具有低成本優(yōu)勢。具有較高的電導(dǎo)率、高的吸收系數(shù)和無明顯光致衰減現(xiàn)象。具有易實現(xiàn)大面積制備、集成化等優(yōu)點。在對太陽光譜不同波段的有效光電轉(zhuǎn)換方面與非晶硅薄膜電池可形成很好的互補。同其它薄膜太陽電池相比，微晶硅薄膜太陽電池具有以下應(yīng)用優(yōu)勢：河北工程大學(xué)畢業(yè)論文演示文稿第4頁，共12頁，2023年，2月20日，星期六硅基薄膜玻璃襯底太陽電池組件結(jié)構(gòu)完整、美觀、弱光發(fā)電效果好，除用于大型光伏電站外，還可安裝于建筑物任何部位并與建筑融為一體，完美演繹建筑光伏一體化（BIPV）的綠色建筑理念。

1.2微晶硅薄膜太陽電池可應(yīng)用的領(lǐng)域成品薄膜太陽電池微晶硅薄膜太陽電池制備技術(shù)的研究第5頁，共12頁，2023年，2月20日，星期六

2.1微晶硅薄膜太陽電池的性質(zhì)特性要求晶體率（拉曼）40%-70%晶粒的方向（XRD）(220)擇優(yōu)取向暗電導(dǎo)率（AM1.5，100Mw/cm2）10-8-10-7Ω-1cm-1光敏性102-103激活能≥0.5eV氧含量2×1019cm-3缺陷態(tài)密度<1016cm-3器件質(zhì)量級微晶硅材料的表征河北工程大學(xué)畢業(yè)論文演示文稿第6頁，共12頁，2023年，2月20日，星期六

2.2微晶硅薄膜太陽電池的結(jié)構(gòu)增加I層的主要原因是需要利用I層來附加強的內(nèi)建電場以實現(xiàn)光生載流子的有效收集。

P層：最主要的作用是與N層一起建立內(nèi)電場，同時還對沉積在它上面的本征層起到了籽晶層的作用。

I層：是電池的核心部位、光生載流子的產(chǎn)生區(qū)。

N層：這是建立電池內(nèi)電場的第二個摻雜層。

微晶硅薄膜太陽電池制備技術(shù)的研究第7頁，共12頁，2023年，2月20日，星期六3.1微晶硅材料的主要制備技術(shù)三種制備技術(shù)的比較制備技術(shù)優(yōu)點缺點典型轉(zhuǎn)換效率HPD-RF-PECVD1.材料缺陷態(tài)密度低2.易實現(xiàn)大面積均性3.技術(shù)成熟1.反應(yīng)時腔內(nèi)會形成大量粉塵2.耗費大量能量3.耗費大量氣體，如氫氣Rodchek等在1nm/s和0.5nm/s的沉積速率下分別得到了轉(zhuǎn)化效率為6.6%和8.1%的太陽能電池VHF-PECVD能夠有效地實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)微晶硅的高速生長駐波效應(yīng)、損耗波效應(yīng)的存在，較難以實現(xiàn)大面積的均勻性，工業(yè)化的大面積生產(chǎn)相對困難Y.Mai等人在1.1nm/s的沉積速率下得到了轉(zhuǎn)換效率為9.9%的太陽能電池HWCVD不存在離子轟擊問題，有利于生長出優(yōu)質(zhì)微晶硅高溫導(dǎo)致缺陷態(tài)密度高Klein等制備出9.4%的單結(jié)微晶硅電池，但其沉積速率只有0.1nm/s河北工程大學(xué)畢業(yè)論文演示文稿第8頁，共12頁，2023年，2月20日，星期六1.P層的制備：在P-a-Si:H的基礎(chǔ)上，通過加大氫稀釋，適當(dāng)調(diào)整輝光功率、反應(yīng)氣壓以及襯底溫度，可以獲得P-μc-Si:H薄膜。2.N層的制備：它可用PH3+SiH4的混合氣體輝光放電分解沉積得到。3.I層的制備：I層可用輝光放電法分解SiH4得到。其中襯底可選用普通玻璃，清洗可采用丙酮和酒精，并且做超聲波處理。3.2微晶硅薄膜太陽電池的制備（PECVD）

PECVD等離子體增強化學(xué)氣相沉積技術(shù)的原理是利用低溫等離子體作能量源，樣品置于低氣壓下輝光放電的陰極上，利用輝光放電使樣品升溫到預(yù)定的溫度，然后通入適量的反應(yīng)氣體，氣體經(jīng)一系列化學(xué)反應(yīng)和等離子體反應(yīng)，在樣品表面形成固態(tài)薄膜。

微晶硅薄膜太陽電池制備技術(shù)的研究第9頁，共12頁，2023年，2月20日，星期六3.3微晶硅薄膜太陽電池制備技術(shù)的完善高的電導(dǎo)率低的光吸收即寬的光學(xué)帶隙較高的晶化率少的缺陷態(tài)密度

2.N層：對于N層，一般要求是

3.I層：I層是微晶硅薄膜太陽電池的核心部位，要求具有以下特性

1.P層：P層作為PIN型微晶硅薄膜電池的窗口層，要求具有以下特性良好的光吸收性能良好的輸運性能與I層形成較高的勢壘與金屬電極形成良好的歐姆接觸河北工程大學(xué)畢業(yè)論文演示文稿第10頁，共12頁，2023年，2月20日，星期六

目前，要生產(chǎn)出高效率、低成本可進入市場投入商業(yè)化應(yīng)用的的優(yōu)質(zhì)微晶硅薄膜太陽電池，其制備技術(shù)還有待進一步完善。

1.尋找好的制備技術(shù)。

2.優(yōu)化P、I、N各層制備