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本研究采用射频溅射法制备了氢化纳米硅薄膜,通过原子力显微图像、X射线衍射、拉曼谱测试以及电学性能测试,深入讨论了纳米硅薄膜的生长机制、微观结构、光学和电学特性;通过测试分析,薄膜的结构及性质主要与工作气体的成分和气压有关,随着工作气体中的氢气含量增加,氢化纳米硅薄膜的晶化度有所增大,晶粒尺寸也变大;随着沉积时间增加,薄膜厚度增长的同时,膜内晶粒的晶向趋于无序化。
从理论上讨论了制作纳米硅太阳电池的薄膜成分及结构特点——低晶化度的纳米非晶硅薄膜(晶化度~30%)作为太阳电池的吸收层,系统阐述了异质结太阳电池的工作原理。提出一种新的纳米硅薄膜电池结构——渐变结纳米非晶硅薄膜电池,通过调节薄膜生长条件和掺杂比例,控制薄膜晶化度和导电类型,从而调节材料光学带隙,有望避免突变结产生的复杂界面态,提高电池的开路电压。