硅納米線-硅薄膜異質結太陽電池制備及性能研究.pdf

1、光伏技術被認為是能夠避免全球發(fā)生能源大危機以及環(huán)境大污染的主要途徑。目前，由于硅基太陽電池涉及的昂貴制備費用使得大范圍采用光伏發(fā)電變得不可能。不過硅納米線徑向結電池由于具有優(yōu)良的減反性能以及獨特高效的載流子分離機制，被認為在實現高效與低成本電池方面具有較為廣闊的發(fā)展前景。所以對硅納米線徑向結電池的研究顯得十分有意義。本課題主要研究了硅納米線/硅薄膜異質結太陽電池的制備工藝以及性能優(yōu)化。
　　本文首先采用金屬輔助化學刻蝕法制備硅納米

2、線陣列，然后通過等離子增強化學氣相沉積（PECVD）技術制備本征與p型摻雜氫化非晶硅薄膜，形成徑向p-i-n異質結，最后為了有效地傳遞與收集載流子，需在非晶硅薄膜基礎上通過磁控濺射制備摻鋁氧化鋅（AZO）透明導電薄膜，以形成徑向異質結電池結構。首先為了制備共形沉積的非晶硅以及AZO薄膜以形成形貌良好的徑向電池結構，研究了納米線上非晶硅薄膜以及AZO薄膜的沉積形貌，一方面重點研究了硅納米線長度及非晶硅沉積時間對納米線上非晶硅薄膜沉積形貌的

3、影響規(guī)律；另一方面重點研究了AZO沉積時間及氫氧化鉀刻蝕時間對納米線上AZO薄膜沉積形貌的影響規(guī)律，并通過紫外-可見光光度計分析討論了硅納米線陣列的光學性能，確定了制備最佳徑向電池結構的工藝方案。此外，為了減小異質結界面載流子復合，在現有設備的基礎之上，通過改變硅烷濃度以及沉積氣壓等影響本征薄膜性能的沉積參數，制備了一系列本征氫化非晶硅薄膜，并利用一系列表征手段對薄膜進行性能表征，找到了不同工藝參數對薄膜性能的影響規(guī)律，確定了薄膜制備的