| 题名 | 多晶硅薄膜太阳能电池的研究 |
| 作者 | 高永超 |
| 答辩日期 | 2011-06-02 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 高文秀 |
| 关键词 | 多晶硅薄膜 4n纯度的多晶硅衬底 快速热化学气相沉积 液相外延 太阳能电池 |
| 学位专业 | 微电子学与固体电子学 |
| 英文摘要 | 当前，随着地球环境的日益恶化和能源危机的日益凸现，越来越多的国家开始转向开发利用可再生的清洁能源，而光伏产业成为世界各国大力重视的新兴能源。受晶体硅材料价格和晶体硅电池制备过程的影响，若要再大幅度地降低晶体硅太阳电池成本是非常困难的，多晶硅薄膜太阳电池是兼有晶硅太阳电池的高效率和长寿命以及非晶硅薄膜太阳电池制备工艺相对简化等优点，被认为是最有可能替代单晶硅电池和非晶硅薄膜电池的下一代太阳电池，现在已经成为国际太阳能领域的研究热点。本论文研究了以相对低纯度多晶硅衬底上制备多晶硅薄膜太阳能电池的几种方法，并对影响电池性能的各种因素进行了探索。现在把研究内容和研究结果总结如下：1．在衬底的制作中，对杂质使太阳能电池电学性能降低的影响进行了阐述，并且对衬底中的杂质在外延过程中对多晶硅薄膜层的影响和扩散分布在理论上进行了分析。我们以工业硅为起始原料，第一步用酸洗法除去硅中大部分金属杂质，第二步用定向凝固能进一步去除残留杂质和得到大晶粒柱状晶，这样就完成去除杂质制备低成本硅衬底的工艺研究。2．用快速热化学气相沉积（RTCVD）法研究了温度、反应气体浓度及流速等因素对薄膜的生长的影响，还对薄膜厚度和减反射膜对电池的电性能进行了研究，确定了适合外延生长的优化条件。研究结果表明：温度在1100℃左右的条件下，采用4N纯度的多晶硅片作为衬底，以SiH2Cl2和H2为反应气体，B2H6为掺杂气体，用快速热化学气相沉积（RTCVD）工艺了制备30 μm厚的p型多晶硅薄膜，按照商业电池的制作工艺制作的电池，其效率能达到11.5%。3．溶液降温液相外延法制作多晶硅薄膜及太阳能电池，按照商业电池的制作工艺制作的电池，其效率能达到9.7%。衬底瞬态浸渍液相外延法制作多晶硅薄膜及太阳能电池的研究，我们确定了外延生长的最佳衬底是1350～1360℃和硅熔液的温度是硅熔点温度以上1～2℃，按照商业电池的制作工艺制作的电池，其效率能达到15.6%。这些方法具有薄膜生长速度快，生产成本低的优点，它们是对解决制作太阳能的晶体硅料供应短缺的有利选择。 |
| 学科主题 | 红外基础研究 |
| 公开日期 | 2012-09-11 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://202.127.1.142/handle/181331/5178]  |
| 专题 | 上海技术物理研究所_上海技物所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 高永超. 多晶硅薄膜太阳能电池的研究[D]. 中国科学院研究生院. 2011. |
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