论文摘要：硅基纳米硅薄膜太阳电池的研制
本文介绍了国内外的太阳能光伏发电的历史和太阳能电池的发展，并结合国内的太阳能电池的发展现状，确立了本实验室在太阳能电池领域的发展方向。本文中利用PECVD（等离子体增强型化学气相沉积）法制备了两批不同实验参数的本征纳米硅薄膜（i-nc-Si:H）和通过掺杂PH3后的N型纳米硅薄膜（n-nc-Si:H）。利用XRD、Raman、傅立叶红外光谱等测试手段对两批薄膜样品进行了性能对比，结果表明两批本征薄膜样品的XRD谱中均能得出（111）、（220）和（331）峰位；Raman谱中均显示出其薄膜中的晶粒纳米化；FTIR谱中显示出薄膜中一致的Si-H、Si-O振动模式；并且第二批样品在沉积速率上显示出明显的高于第一批样品。本文中分析了n-i-p型太阳电池的基本性能，并对太阳电池的PN特性进行了分析，同时结合光伏电池的I-V明暗曲线，分析了太阳电池中等效串并联电阻对电池输出曲线的影响，并对太阳电池的栅电极的结构进行了合理的设计。利用单晶硅作太阳能电池的衬底，同时利用两批纳米硅薄膜的实验参数，分别制备了三批结构为栅电极/ITO/n-nc-Si:H/i-nc-Si:H/p-c-Si/Ag/Al的硅基纳米硅薄膜太阳能电池。通过对其性能的分析对比，对太阳电池中的各层实验参数进行了优化，最终得出的太阳电池样品的性能已部分接近国内实验室水平：开路电压（Voc）可达527mV，短路电流密度（Jsc）可达到34.2mA/cm2，但与成熟的太阳电池工艺参数相比还存在着不少的差距，有待进一步的改进。利用美国宾州大学开发的用于模拟和计算固体器件中物理运动的一维模拟软件——AMPS，我们对硅基纳米硅薄膜太阳能电池的参数进行了理论上的初步模拟分析，并利用其得出的一些性能对比分析，进一步指导了实际中的实验参数的改进。
