柔性襯底非晶硅薄膜太陽(yáng)電池的研究.pdf

1、隨著能源問(wèn)題的日益突出，近年來(lái)太陽(yáng)電池光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展迅猛。聚合物襯底柔性薄膜太陽(yáng)電池憑借其耗材少、成本低、可卷曲（柔性）、重量比功率高、輕便等特點(diǎn)成為當(dāng)前太陽(yáng)電池研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。 聚酰亞胺（PI）膜具有耐高溫等優(yōu)點(diǎn)，被本研究選作了柔性襯底材料。針對(duì)聚合物材料光透過(guò)率普遍偏低的情況，本研究設(shè)計(jì)了“柔性襯底/Al底電極/N/I/P/TCO（透明導(dǎo)電薄膜）”的倒結(jié)構(gòu)柔性太陽(yáng)電池，并制定了相應(yīng)的工藝制備方案。 PI膜在高溫20

2、0℃以上存在氣體釋放現(xiàn)象，本研究提出了PI膜的預(yù)烘（prebake）工藝，以解決PI膜高溫釋放氣體問(wèn)題，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定了最佳的預(yù)烘工藝條件。在此基礎(chǔ)上，為了保證沉積在PI膜上的Al底電極不掉膜不脫落，本研究探索了制備高電導(dǎo)、良好附著性的Al底電極的工藝。 本研究通過(guò)在PECVD沉積非晶硅薄膜的過(guò)程中通入CH4來(lái)制備寬帶隙a-SiC:H薄膜作為電池窗口層以提高電池的性能，研究?jī)?yōu)化了其制備工藝條件。同時(shí)研究了獲得高光暗電導(dǎo)比（dph

3、/dd>105）的本征非晶硅層的制備工藝以及獲得高暗電導(dǎo)的N型非晶硅膜層的制備工藝。 基于實(shí)驗(yàn)室實(shí)際情況，采用ITO薄膜作為頂電極，分析研究了制備優(yōu)良ITO電極的工藝條件，獲得了平均透過(guò)率超過(guò)80％，電阻率為4.0′10-4W.cm的ITO透明導(dǎo)電薄膜。 在各步工藝的研究與實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，制備出了彎曲前Voc=0.12V，Jsc=0.75mA/cm2。彎曲后Voc=0.07V，Jsc=0.46mA/cm2的單結(jié)柔性非晶硅薄膜