太阳能电池窗口层纳米硅薄膜的制备及其光电性能的研究

摘要

太阳电池是一种新型的光电器件，人类可以通过它利用清洁的太阳能。对太阳电池材料的研究一直是许多光伏人研究的热门课题。其中对太阳能电池窗口层材料的研究也许多科研人员关注的课题之一。当前的太阳电池中常见的窗口材料有a-Si：H薄膜材料、a-SiC：H薄膜材料、a-SiO：H薄膜材料、μc-Si：H薄膜材料、μc-SiC：H薄膜材料等。它们目前郁被尝试用于某种硅薄膜太阳电池，但在某些方面，比如光学带隙、透过率、电导率等性能方面都有或多或少的不足。
　　 纳米材料作为最近二、三十年兴起的一种新型两相结构材料逐渐吸引了科研人员的目光。近几年来，纳米硅薄膜的宽带隙、高透过率、高电导率等优点已被研究人员所证实，它在太阳电池方面的应用研究也正逐渐展开。已有人将纳米硅薄膜用作太阳电池的本征层，但把它作为窗口层的研究还比较少。本文制备一系列纳米硅薄膜，并对其结构及光电性能进行了深入分析和研究，探索其作为太阳能电池窗口层的可行性，本文主要开展了一下几个方面的工作：
　　 1.利用脉冲激光沉积系统，通过改变沉积参数，制备了一系列纳米硅薄膜。
　　 2.通过分析样品的Raman谱、XRD谱等计算出薄膜中品粒的大小，晶粒在薄膜中所占的体积分数。
　　 3.根据PLD系统的沉积原理，分析了纳米硅薄膜的形成原因。
　　 4.根据样品的透射谱得出了不同条件下制备的纳米硅薄膜的吸收情况并得到出各薄膜的光学带隙。
　　 5.利用扫描电子显微镜和扫描探针显微镜测试样品的形貌，证实其纳米结构。
　　 6.利用半导体测试系统、霍尔效应测试仪测试了薄膜的光电性能。
　　 7.根据太阳电池对窗口层的要求及对实验数据的分析，找出了制备可作为太阳电池窗口层薄膜的最佳条件。