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氢在调控背发射极硅异质结太阳能电池a-Si:H/c-Si界面钝化及能带排列中的作用
摘要： 提升本征氢化非晶硅(a-Si:H(i))薄膜的接触特性对实现高效硅异质结(SHJ)太阳能电池至关重要。本研究采用热丝化学气相沉积(HWCVD)技术，通过调节氢稀释比例来优化a-Si:H(i)薄膜的微观结构，以应用于背发射极SHJ太阳能电池。研究发现：低稀释比下高氢含量伴随的高价带偏移会降低填充因子(FF)；而高稀释比时与外延生长相关的高界面缺陷密度则同时导致FF和开路电压(VOC)恶化。特别值得注意的是，中等稀释比制备的最致密薄膜具有最紧密的结构，其氢主要以孤立态而非团簇态存在。最终，采用优化后的a-Si:H(i)层使SHJ太阳能电池效率高达22.5%，这归因于FF的显著提升——该提升源自a-Si:H(i)/c-Si界面钝化质量的改善及合理的能带排列。本研究清晰揭示了SHJ器件参数与a-Si:H(i)/c-Si界面特性之间的关联，可为追求高效SHJ太阳能电池的a-Si:H钝化层设计提供指导。
关键词： 热丝化学气相沉积（HWCVD）、氢稀释、异质结太阳能电池（SHJ）、氢化非晶硅本征层（a-Si:H(i)）、钝化、能带排列
更新于2025-09-23 15:21:01
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太阳能电池用氢化非晶硅（a-Si:H）本征薄膜的缺陷与表面粗糙度分析
摘要： 通过射频等离子体增强化学气相沉积法（RF-PECVD）研究了缺陷效应对本征薄膜沉积速率、能带隙及表面粗糙度的影响——基于能量吸收乌尔巴赫观测。实验在ITO（氧化铟锡）玻璃基板上制备薄膜，通过能带隙分析确定非晶硅氢薄膜（a-Si:H）的结构变化。能带隙是判断太阳能电池吸收太阳光谱范围的关键参数。采用紫外-可见分光光度计与Tauc作图法进行表征发现：提高氢稀释比例会增大所得能带隙宽度。研究表明，氢稀释比例的增加会提升能带隙并增大薄膜表面粗糙度，但会降低沉积速率与乌尔巴赫能量。据估算，更高氢稀释比例能使本征a-Si:H薄膜更有效地减少带尾缺陷或悬挂键缺陷残留，从而增强导电性。
关键词： 射频等离子体增强化学气相沉积，氢化非晶硅，能带隙，乌尔巴赫能量，氢稀释
更新于2025-09-16 10:30:52
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PECVD技术沉积硅层中气体稀释与热退火诱导的晶体结构变化
摘要： 我们采用等离子体增强化学气相沉积（PECVD）法，通过SiH4和H2混合气体制备了氢化厚硅膜，并研究了以R=H2/SiH4定义的氢稀释比对沉积态及退火后薄膜的影响。随着氢稀释比增加，观察到非晶向微晶的转变。通过拉曼光谱、紫外反射率、小角X射线衍射（XRD）、光谱椭偏仪和原子力显微镜（AFM）分析确认了结晶现象。Tauc带隙随硅烷中H2稀释比的增加呈现下降趋势，从1.8 eV降至1.57 eV。研究表明，PECVD过程中硅烷的H2稀释能提升薄膜结晶度，并影响其光学与结构特性。
关键词： 硅纳米晶粒、氢稀释、热退火、等离子体增强化学气相沉积、结晶
更新于2025-09-09 09:28:46