RTCVD工艺制备poly—Si薄膜太阳电池的研究

报道了快速热化学气相沉积（ＲＴＣＶＤ）工艺制备多晶硅（ｐｏｌｙ－Ｓｉ）薄膜及电池的实验和结果。采用ＳｉＨ２Ｃｌ２作为原料气体，衬底温度为１０３０℃时，薄膜的生长速率为１０ｎｍ／ｓ。发现薄膜的平均晶粒度及载流子迁移率与衬底温度和材料有关。用该薄膜在未抛光重掺杂磷的硅衬底上制备１ｃｍ２的ｐ＋ｎ结样品电池，无减反射涂层，其转换效率为４．５４％（ＡＭ１．５，１００ｍＷ／ｃｍ２，２５℃）。     

低纯度颗粒硅带上硅薄膜太阳电池

采用廉价国产硅粉拉制的低纯度颗粒硅带（SSP）作为衬底，利用快速热化学气相沉积（RTCVD）方法外延多晶硅薄膜并制作了转换效率达4．5％的薄膜太阳电池，对衬底和薄膜特性，相关工艺及进一步的研究方向做了探讨。     

颗粒硅带多晶硅薄膜太阳电池的研制

以工业硅粉为原料制备出颗粒硅带（SSP），对颗粒硅带表面形态进行了分析。以SSP为衬底，采用快速热化学气相沉积（RTCVD）法生长多晶硅薄膜，并以此制作出效率为2．93％的颗粒硅带多晶硅薄膜太阳电池，这在国内属首先。并报道了对以SSP为衬底的多晶硅薄膜太阳电池的初步研究结果，同时讨论了该类电源的结构、工艺特点和改进措施。     

模拟非硅衬底上转换效率10%的多晶硅薄膜太阳电池

在重掺杂非活性单晶硅片上生长一定厚度的SiO2，开窗口后作为衬底，利用快速热化学气相沉积（RTCVD）及区熔再结晶（ZMR）方法制备多晶硅薄膜太阳电池。由于采用了区熔再结晶（ZMR）的方法，获得了取向一致的多晶硅薄膜,为薄膜电池的制备打下了良好的基础,转换效率达到10．21％。     

多晶硅薄膜太阳电池

对已经取得较普遍应用的Si体太阳电池来说，开发新技术以降低电池的制造成本是目前该领域最重要的努力方向之一。尽管通过优化制造工艺可以在一定程度上进一进降低单晶Si和多晶Si体太阳电池的成本，但要进一大幅度地降低Si太阳电池的成本似乎是只能依赖于新一代的多晶Si薄膜电池。多晶Si薄膜电池因其转换效率高、寿命长和工艺简化等优点而极具潜力。本文从材料制备、材料性能和有关工艺等方面对多晶Si薄膜太阳电池的发展现状作了介绍。     

陶瓷衬底上多晶硅薄膜的生长及区熔再结晶

该文研究了氮化硼、三氧化二铝、氧化锆陶瓷以及石英和微晶云母等衬底上多晶硅薄膜的一般生长规律和区熔再结晶.实验发现,在氮化硼、三氧化二铝和石英衬底上,可以直接生长晶粒尺寸数微米、致密的多晶硅薄膜.薄膜的优选晶向为<110>向.经区熔再结晶后,可以获得毫米级的晶粒,薄膜的优选晶向为<111>向.同时,薄膜的电学性能也得到改善,迁移率接近50cm2·/V·s.实验显示,衬底材料与薄膜间热膨胀系数的匹配是需首要解决的问题.     

玻璃衬底多晶硅薄膜太阳电池的制备

多晶硅薄膜太阳电池兼具单晶硅的高转换效率和多晶硅体电池的长寿命的特点,其制备工艺比非晶硅薄膜材料的制备工艺相对简化。文章介绍了多晶硅薄膜太阳电池材料制备工艺和材料性能;阐述了多晶硅薄膜太阳电池Si3N4膜的沉积和玻璃制绒等关键工艺;综述了玻璃衬底多晶硅薄膜太阳电池的发展现状。     

RTCVD沉积轻掺和不掺硼多晶硅薄膜结构和电学性能的研究

利用快速加热化学气相沉积(RTCVD)系统在高纯石英衬底上分别制备了轻掺和不掺硼的多晶硅薄膜,并利用XRD、SEM高阻Hall测量和光电导谱测量技术研究了它们的结构和电学性能.结果表明,1150℃在石英衬底上生长的本征多晶硅薄膜具有[111]择优生长取向,而轻掺硼的多晶硅薄膜则同时具有[311]和[200]两个晶向上的择优取向.通过轻微掺入硼,多晶硅薄膜晶粒尺寸分布的均匀性得到了很大改善.高阻Hall测量表明轻掺硼的多晶硅薄膜具有更高的Hall迁移率因而具有更好的电学性能.光电导谱则量结果表明所制备的多晶硅薄膜的光学带隙与晶体硅的非常接近,在1.1eV.     

颗粒硅带为衬底的多晶硅薄膜太阳电池制备工艺

主要阐述了以低纯度颗粒硅带(SSP—Silicon Sheet from Powder)为衬底的多晶硅薄膜(poly-CSiTF)太阳电池的制备，给出制得的太阳电池I—V曲线和光谱响应曲线并由此讨论影响电池性能的可能因素，着重分析了颗粒硅带衬底的作用。目前，在没有任何电池工艺优化的条件下，在低纯度硅带上制得多晶硅薄膜电池的转换效率通常在5％～7％范围(电池面积1cm^2)。     

在SiO2和Si3N4膜上用RTCVD法沉积多晶硅薄膜的研究

报道了在ＳｉＯ２和Ｓｉ３Ｎ４膜上用ＲＴＣＶＤ法直接沉积多晶硅薄膜的实验结果,在这两种薄膜上制备出了具有柱状晶粒的多晶硅薄膜,发现两者在薄膜的结构和结晶取向上有很大不同,用ＲＴＣＶＤ法在ＳｉＯ２膜上沉积的多晶硅膜,晶粒较大,晶粒间的空隙也较大,晶粒的择优取向为（１１１）,在Ｓｉ３Ｎ４膜上沉积的多晶硅薄膜,晶粒尺寸较小,晶粒致密,晶粒间苯无空隙,晶粒的择优取向为（１００）。     

低成本衬底上快热CVD法制备晶体硅薄膜电池

以RTCVD方法在低成本衬底--颗粒硅带(SSP)上制备了外延晶体硅薄膜电池.在20×20mm2上得到的最高转换效率为7.4%,开路电压488mV,短路电流21.91mA/cm2,填充因子0.697.外延晶体硅薄膜电池暗特性表明晶体硅薄膜电池具有较高的饱和暗电流I02和片并联阻Rp.外部量子效率(EQE)和内部量子效率(IQE)表明载流子收集率在长波方向比较低,量子效率最大值的波长范围大约在500nm.     

多晶硅薄膜太阳电池厚度和晶粒尺寸对其性能的影响

利用PC1D计算了结构为n^ /p小和n^ /p—p^ 多晶硅薄膜太阳电他的品粒尺寸和薄膜厚度对其Voc，Jsc和η的影响。计算结果表明：对无陷光结构的多晶硅薄膜太阳电池，要获得10％的效率，薄膜厚度至少应大于22μm；晶粒尺寸大于薄膜厚度的4倍时，晶界复合对载流子寿命的影响可以忽略；同时表明：太阳电他的背表面场(BSF)对提高多晶硅薄膜太阳电他的性能具有很大的作用。     

多晶硅薄膜太阳电池的研究与进展

从薄膜的沉积方式和沉积温度以及衬底材料等几方面综合分析了多晶硅薄膜制备工艺的特点及多晶硅薄膜太阳电池的最新研究进展。并以颗粒硅带(SSP)为衬底，采用快热化学气相沉积(RTCVD)法制备了多晶硅薄膜，随后制得的多晶硅薄膜太阳电池的效率达到6．05％。     

热丝法制备多晶硅薄膜的研究进展

综述了热丝化学气相沉积法(HWCVD),制备多晶硅薄膜的发展过程,着重介绍了这种制备方法在近几年的研究进展,并展望了今后发展趋势和前景.     

多孔硅对多晶硅太阳电池中缺陷和杂质的吸除效应

吸杂是减少硅中杂质和缺陷，提高多晶硅太阳电池效率的一种有效手段。本文比较了用三种吸杂方式对多晶硅进行处理的结果和影响：多孔硅吸杂，磷吸杂，多孔硅结合磷吸杂。三种吸杂方式都能明显提高多晶硅的少子寿命。在此基础上研究了多孔硅吸杂的工艺，发现多孔硅吸杂的效果随退火的温度和时间影响比较大，在800℃氮气气氛下退火3h，多晶硅的少子寿命能由原来的1．4μs提高到25．6μs。相比之下，多孔硅吸杂工艺简单，更适合工业生产。     

影响SSP衬底上多晶硅薄膜太阳电池效率的因素

该文分析了颗粒硅带(SSP;Silicon Sheet from Powder)衬底的杂质、缺陷和晶粒尺寸以及电池的电极设计对多晶硅薄膜太阳电池效率的影响;报道了用快速热化学汽相沉积法(RTCVD)在SSP上制备多晶硅薄膜电池的结果;得到电池的开路电压为506.8mV,短路电流为26.69mA,转换效率为8.25%(AM1.5,24℃,Area=1tm2).     

纳米硅薄膜及纳米硅薄膜太阳电池

综述了纳米硅薄膜及纳米硅薄膜太阳电池的制备方法、结构特性、光电特性等，显示出其有重要的应用前景。迄今为止，最好的纳米晶硅薄膜太阳电池的光电转换效率已达8．7％。