● 摘要
本文介绍了光伏产业的产生背景，发展历程，太阳能电池的原理、分类和目前太阳能电池发展的两个重要研究方向，并对纳米硅薄膜制备技术和纳米硅薄膜太阳能电池的研究进行了详细评述。从半导体对光的吸收出发，以光谱响应为基础，首先从理论上推导出太阳能电池在光照条件下的电流密度表达式，结合半导体PN结基础，计算出光照条件下PN结的电流-电压关系式，从而得到了太阳电池的性能表征参数。并从理论上分析了纳米硅薄膜叠层太阳电池的结构。利用PECVD（等离子体增强化学气相沉积）法制备了本征纳米硅膜，并通过掺入磷烷（PH3）制备了N型掺磷纳米硅薄膜。研究了沉积N层时的沉积温度、PH3的掺杂量、N层厚度等工艺条件对电池综合性能的影响，通过比较和优化各个沉积条件，得到：在340℃下，PH3：SiH4≈1.4×10-1，N层厚度约为70nm时，制备出的电池开路电压（Voc）为555.2mV，短路电流（Isc）为25.12mA/cm2，光电转换效率为6.6%（在国家级光伏电池性能测试中心即中国科学院太阳能光伏发电系统质量检测中心测试的结果）。对制备出的结构为grid /ITO/n-nc-Si / i-a-Si / p-c-Si/ Al的太阳能电池各膜层进行光学性能的测试。结果表明，在紫外波段（