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高速沉积本征微晶硅薄膜微结构的研究及其对电池性能的影响

韩晓艳  侯国付  张晓丹  魏长春  孙建  薛俊明  陈新亮  张德坤  李琳娜  李贵君  赵颖  耿新华  
【摘要】:本文采用高压高功率的VHF-PECVD技术在沉积速率~1.2nm/s时沉积了一系列不同厚度的本征微晶硅薄膜。通过测试该系列材料的Raman谱,XRD和AFM,研究了高速沉积本征微晶硅薄膜的微结构特性。结果表明,当厚度小于1μm时,随厚度增加薄膜的晶化率和晶粒尺寸都有明显增加,而厚度大于1μm后,薄膜的晶化率和晶粒尺寸都变化不大。然而当电池中本征层的厚度由1μm增加到2μm时电池的性能却有明显的变化。针对该问题及高速沉积本身存在的离子轰击作用强的特点,本文通过改变沉积微晶硅薄膜过程中的工艺参数控制了微结构的变化,提高了薄膜质量和电池效率。最后制备得到沉积速率为1.2nm/s,转换效率为9.36%的单结微晶硅太阳电池,将其应用到叠层电池中制备得到效率为11.14%的非晶硅/微晶硅叠层电池。

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