氮化硅薄膜以及磷铝吸杂在多晶硅太阳电池上的应用研究

摘要

该文研究了氮化硅薄膜的性能、磷铝吸杂对于多晶硅太阳电池的影响.首先,该文采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)制备了氮化硅薄膜.利用椭圆偏振仪、准稳态光电导衰减法(QSSPCD)、X射线光电子能谱(XPS)、红外吸收光谱(IR)、反射谱等手段,对氮化硅薄膜进行了深入的研究,优化了薄膜制备条件并采用最优沉积条件制备了多晶硅太阳电池.研究发现,最佳的沉积条件是:温度360℃,SiH4:NH3=5:1,时间5.5min.对于退火的研究表明,氮化硅薄膜的有效少数载流子寿命在700℃时达到最大值.通过测量红外吸收光谱,发现氮化硅薄膜的氢含量与有效少数载流子寿命有一定的关系;比较了沉积前后电池的各项性能,确认沉积氮化硅薄膜后电池效率提高了40％以上,电池的短路电流也提高了30％以上.其次,研究了磷铝吸杂对于多晶硅的影响并在此基础上制备了多晶硅太阳电池.发现浓磷扩散吸杂,铝吸杂,磷铝联合吸杂(双面蒸铝)对于硅片的有效少数载流子寿命都有提高,其中磷铝联合吸杂对有效少数载流子寿命提高最大,其次是磷吸杂,铝吸杂再次之.同时,采用吸杂后的多晶硅片制备的1×1cm2的太阳电池,与未吸杂的多晶硅太阳电池相比,磷铝联合吸杂后的效率提高也最大,达40％以上,这与少子寿命的变化趋势一致.上述研究工作对多晶硅太阳电池的工业化生产提供重要的依据,为改进多晶硅太阳电池的生产工艺打下了良好的基础.

目录

文摘

英文文摘

第一章序言

§1.1太阳电池的发展历史及现状

§1.2太阳电池的研究概况

§1.3本论文的主要研究内容

参考文献

第二章硅太阳电池的基本原理

§2.1光电转换过程

§2.2导体中的复合过程

§2.3硅太阳电池的基本器件方程

参考文献

第三章氮化硅薄膜的性能及其在多晶硅太阳电池上的应用研究

§3.1氮化硅的常见制备方法

§3.2等离子体化学气相沉积法(PECVD)

§3.3氮化硅的性能

§3.4氮化硅在多晶硅太阳电池上的作用

§3.5实验

§3.6实验结果和分析

参考文献

第四章磷铝吸杂在多晶硅太阳电池上的研究

§4.1实验室制备方法

§4.2硅中杂质的类别及性质

§4.3吸杂的机理及作用

§4.4器件制备

§4.5测试结果和分析

参考文献

第五章结论

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