PIN单结非晶硅薄膜太阳能电池的制备及研究

论文摘要

能源危机、环境污染与温室效应是人类正面临的重大挑战,开发新能源和可再生清洁能源成为21世纪最具决定影响的技术领域之一。太阳能是一种取之不尽、用之不竭的可再生清洁能源,作为太阳能利用的重要手段之一,对太阳能电池的研究与开发也变得日益重要。非晶硅薄膜太阳电池有如下优点:制作工艺简单,衬底温度低,耗材少,能沉积在廉价的衬底上,故成本低;能容易地应用集成工艺和大面积生产,进一步降低成本;容易与建筑材料相结合,构成光伏建筑一体化系统。因此,非晶硅薄膜太阳电池是一种很有发展前景的太阳电池,得到了广泛的研究。利用三室连续PECVD系统,采用RF-PECVD法在普通玻璃上沉积非晶硅薄膜材料并在透明导电（TCO）玻璃上制备pin结构的单结非晶硅薄膜太阳能电池,研究了非晶硅薄膜材料及其电池的制备方法、工艺过程和相关工艺对电池各层薄膜材料性能的影响,以及i层厚度对电池性能的影响。主要的工作总结如下:1)非晶硅薄膜材料及其pin单结太阳能电池的制备以及性能测试;2)非晶硅薄膜太阳电池各层材料的制备以及相关工艺对它们材料性能的影响研究,并选取了适合电池沉积的各层工艺;3)i层厚度对太阳电池性能的影响,分别研究了它对电池的性能参数VOC,JSC,F和η的影响,并得出了当前沉积系统下的最佳i层厚度。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• §1.1 太阳能电池的发展
• 1.1.1 光伏产业的发展现状
• 1.1.2 太阳能电池的发展趋势
• §1.2 非晶硅薄膜太阳能电池的研究现状及其发展方向
• §1.3 本论文的主要研究内容及组织
• 1.3.1 本论文的研究内容
• 1.3.2 本论文的组织
• 第二章 非晶硅薄膜材料的特性及其制备方法
• §2.1 非晶态半导体的特性
• 2.1.1 非晶态半导体的结构特性
• 2.1.2 非晶态半导体材料的电学特性
• 2.1.3 非晶态半导体的光学特性
• §2.2 非晶硅薄膜材料的制备及性能测试
• 2.2.1 非晶硅薄膜材料的制备原理和方法
• 2.2.2 辉光放电制备非晶硅薄膜材料的原理
• 2.2.3 本论文实验中所用的设备
• 2.2.4 非晶硅薄膜材料性能的测试
• 第三章 非晶硅薄膜太阳电池的原理及其制备方法
• §3.1 非晶硅薄膜太阳电池的原理
• 3.1.1 a-Si:H薄膜太阳电池的基本原理
• 3.1.2 a-Si:H薄膜太阳电池的性能参数
• 3.1.3 a-Si:H薄膜太阳电池的基本结构
• §3.2 非晶硅薄膜太阳电池的制备和测试方法
• 3.2.1 pin a-Si:H薄膜太阳能电池的制备
• 3.2.2 pin a-Si:H薄膜太阳能电池的性能测试
• 第四章 pin单结a-Si:H薄膜太阳电池各层材料的制备及工艺选择
• §4.1 p、n层材料的制备及工艺选择
• 4.1.1 p、n层的作用
• 4.1.2 掺杂浓度对p层μC-Si:H材料的影响
• 4.1.3 掺杂浓度对n层a-Si:H材料性能的影响
• §4.2 i层材料的制备及工艺选择
• 4.2.1 i层的重要性
• 4.2.2 衬底温度对i层a-Si:H材料性能的影响
• 4.2.3 射频功率对i层a-Si:H材料性能的影响
• §4.3 小结
• 第五章 I层厚度对pin单结a-Si:H薄膜太阳电池的性能影响
• §5.1 电池的制备结果及分析
• §5.2 i层厚度对电池性能的影响研究
• OC的影响'>5.2.1 i层厚度对V_OC的影响
• SC的影响'>5.2.2 i层厚度对J_SC的影响
• 5.2.3 i层厚度对F的影响
• 5.2.4 i层厚度对η的影响
• §5.3 小结
• 第六章 总结及展望
• 参考文献
• 硕士研究生期间参与的研究课题
• 致谢