HIT電池表面鈍化技術(shù)及ZnO透明導(dǎo)電膜的研究.pdf

1、隨著光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，硅材料的短缺問(wèn)題凸顯，開發(fā)低成本、高效率、高穩(wěn)定性太陽(yáng)電池成為主要的研究方向。非晶硅/單晶硅異質(zhì)結(jié)電池由于具有工藝溫度低、轉(zhuǎn)換效率高和溫度系數(shù)低等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注。本文開展了HIT(Heterojunction withIntrinsic Thin Layer)電池的相關(guān)研究，著重研究電池表面鈍化技術(shù)及ZnO透明導(dǎo)電膜。本論文的研究結(jié)果對(duì)提高非晶硅/單晶硅異質(zhì)結(jié)電池性能具有一定的參考意義。
　　 在HIT電池的

2、制備過(guò)程中，a-Si:H薄膜的沉積是工藝技術(shù)的核心。本文研究了影響非晶硅薄膜沉積速率的因素，如沉積氣壓、射頻功率、氫稀釋度以及電極進(jìn)氣方式等。結(jié)果表明:隨著沉積氣壓的升高，薄膜沉積速率加快，但當(dāng)氣壓升高到一定程度以后，薄膜的生長(zhǎng)速率反而降低；沉積速率隨功率增加而增加，當(dāng)功率進(jìn)一步增加，沉積速率向相反方向變化；氫稀釋度越高，薄膜的沉積速率越低；showerhead電極的薄膜沉積速率及硅烷的利用率均比單側(cè)進(jìn)氣電極的大。
　　 以a-

3、Si:H薄膜的沉積速率研究為基礎(chǔ)，開展了對(duì)非晶硅鈍化后硅片少子壽命的研究。研究結(jié)果表明:本征層厚度需適中；本征層少子壽命隨沉積氣壓的增加呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)；少子壽命隨射頻功率的增大先增大后減小；氫稀釋能有效提高少子壽命，但氫稀釋度過(guò)高反而使少子壽命下降；隨著氫氣處理時(shí)間的增加，少子壽命變化很大，氫氣的最佳處理時(shí)間為2分鐘左右；采用HF/臭氧清洗方法可以使少子壽命得到很大改善；拋光片鈍化后少子壽命大于制絨片鈍化后的結(jié)果
　　

4、作為HIT電池窗口層的透明導(dǎo)電膜--ZnO，其質(zhì)量將直接影響電池性能。本文采用磁控濺射技術(shù)，在不同的氬氣壓強(qiáng)和濺射功率下制備ZnO薄膜，分析了薄膜的沉積速率和光電特性，結(jié)果表明:在沉積氣壓為4 mTorr、濺射功率為200W的條件下制備的薄膜具有很好的導(dǎo)電性和光透過(guò)性。將其應(yīng)用到HIT電池中，得到的開路電壓最高。
　　 對(duì)于HIT電池的整體研究，主要在結(jié)構(gòu)為ZnO/a-Si:H(p)/a-Si:H(i)/c-Si(n)/a-Si

5、:H(i)/a-Si:H(n)/ZnO/Al的電池上進(jìn)行。通過(guò)對(duì)電池QE及SunsVoc的測(cè)試，來(lái)重點(diǎn)研究本征層、發(fā)射層及背面ZnO對(duì)電池性能的影響。在125拋光片上，利用優(yōu)化后的沉積參數(shù)制備HIT電池，所得電池的開路電壓平均在700mV以上。在對(duì)125制絨硅片的QE和SunsVoc測(cè)量結(jié)果的研究分析中發(fā)現(xiàn):非晶硅對(duì)短波光較強(qiáng)的吸收作用令電池的量子效率對(duì)本征層或發(fā)射層的厚度都非常敏感，因此非晶硅層不宜太厚；背面ZnO對(duì)電池的陷光有積極作