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目前商业上常用的是晶体硅太阳能电池,而提高电池的光电转换效率,降低成本一直是研究工作者的目标。制备性能优良的减反射钝化膜是生产高效率低成本晶体硅太阳能电池的重要手段之一。本文利用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)设备以甲烷(CH4)和硅烷(SiH4)为反应气源,氢气(H2)载气生长出一种新型的减反射钝化膜——a-SiCx∶H薄膜。研究该薄膜的结构特征以及减反射钝化特性,对提高太阳能电池效率具有重要的意义。 首先,系统地研究了CH4和SiH4的气体流量比R、衬底温度Ts和功率密度Pd生长条件对a-SiCx∶H薄膜的化学结构、光学性能和少子寿命的影响。其次,以EVA封装晶体Si太阳能电池的最佳折射率(n=2.35)为参照,通过正交实验分析得到制备a-SiCx∶H减反射薄膜的最佳工艺条件,并以此条件生长该薄膜与a-SiNx∶H薄膜进行光学性能比较。主要研究结果归纳如下: 1.PECVD设备的生长条件对a-SiCx∶H薄膜的性质影响的研究。 当保持Pd、Ts和沉积气压P不变时,R对a-SiCx∶H薄膜的n和Eg有较大的影响。该薄膜的生长速率和n随着R的增大而减小,而Eg却增大。生长在高R下的样品要比低的表面形貌平整致密。不同R时制备的a-SiCx∶H薄膜少子寿命均增大,但受其影响较小。当使Pd、R和P固定时,该薄膜的生长速率随着Ts增大而减小,其n则逐渐增大。薄膜的Eg随Ts有轻微地升高并且在高Ts时薄膜的表面变得粗糙。样品的少子寿命随Ts先增大后减小,并在Ts=320℃时的钝化效果最好。当Ts、R和P固定不变时,该样品的生长速率随着Pd的增加而升高,而其n有微弱的变大趋势,Eg变化不大。样品的少子寿命随Pd先增大后减小,在Pd=0.13W/cm2处有最大的少子寿命。Pd相对于Ts和R生长条件,对a-SiCx∶H薄膜的Rq和少子寿命的影响最大。 2.a-SiCx∶H薄膜的减反射性能研究。 PECVD制备a-SiCx∶H减反射薄膜最佳工艺条件R=2、Ts=320℃和Pd=0.16W/cm2。最佳制备工艺沉积的a-SiCx∶H薄膜和a-SiNx∶H薄膜相比,都具有减反射性能。然而,a-SiCx∶H薄膜透过率较高并且反射率较低,所以其减反射性能更好。