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专利号: 2017100064308
申请人: 浙江师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2023-08-24
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种纳米晶硅薄膜太阳能电池的制备方法,其特征在于,该制备方法包括:

1)制备带隙宽度可调控的纳米晶硅薄膜:利用等离子体化学气相沉积,制备纳米晶硅薄膜,具体工艺参数如下:射频辉光的激励功率为0.5 1.5W/cm2;氢的稀释比,即氢气与硅~烷的体积比为40 120,衬底温度为150 250℃ ;反应气压为150 500Pa,可以获得带隙宽度~ ~ ~在1.65 1.25eV可调的纳米晶薄膜;

~

2)氧化硅薄膜的制备;利用等离子体化学气相沉积制备微晶氧化硅薄膜,其衬底温度为150 250℃ ;反应气压为150 500Pa,射频辉光的激励功率为0.5 1.5W/cm2,增加一CO2生~ ~ ~长气源;氢稀释比固定为300,调节CO2稀释比,即CO2与硅烷的体积比,微晶氧化硅的材料特性参数变化如下:当CO2稀释比从0到1.5变化时,电导率由0.1S/cm下降到10-10S/cm,带隙宽度从1.85eV增加到2.25eV;对于薄膜在光波长为500nm处的折射率而言,CO2稀释比从0增加到1.5时,微晶氧化硅的折射率从4.1减少到2.5;CO2稀释比固定为0.8,调节氢稀释比,微晶-8氧化硅的材料特性参数变化如下:当氢稀释比小于300时,暗电导率维持在10 S/cm附近,氢稀释比从300增加到450时,暗电导率快速增加到10-3S/cm;当氢稀释比从0增加到450时,带隙宽度从1.9增加到2.3eV;

3)氧化硅为窗口层的带隙可调的纳米晶硅薄膜太阳能电池制备:电池的结构为:银电极/p型微晶氧化硅/带隙渐变的纳米晶硅/n型纳米硅/ITO导电玻璃;p型微晶氧化硅的生长气源为CO2、SiH4、H2,掺杂气体为硼烷,由浓度0.5%的H2稀释,掺杂浓度B2H6/ SiH4为0.5%;CO2稀释比为0.8 1.2,氢稀释比为300 350;生长时的反应气压200 250Pa、衬底温度250℃ 和~ ~ ~辉光功率密度为0.5 1.0W/cm2;微晶氧化硅的生长厚度为20nm;

~

4)制备带隙渐变的纳米晶硅p-i-n 型薄膜电池:把本征层均分为若干层,每层除了氢稀释比、辉光功率或反应气压不同之外,其余生长参数均相同;具体参数如下:本征层的总厚度为400nm,共分为10层,生长温度为250℃ ,反应气压为150Pa,辉光功率为0.5 1.0W/~cm2;氢稀释比开始设为40,每沉积20分钟改变一次氢稀释比,从40、50、60、70、80、90、100、

110、120依次变化到130,得到带隙宽度逐渐减小的10层纳米晶薄膜;生长n型纳米晶硅的生长温度为250℃ ,反应气压为150Pa,辉光功率为0.5 1.0W/cm2,氢稀释比为130,掺杂气体~为磷烷PH3,以0.5%的H2稀释,掺杂浓度PH3/ SiH4为1.0%;最后,蒸镀金属银为背电极。