文 献 综 述

1.引言

当前人类面临的两大难题分别是环境的污染和能源的短缺，研究认为在未来的100年以后，世界将不再有化石类燃料，并且全球的生态环境已经在化石燃料的影响下严重的失衡，例如由二氧化碳等燃烧气体造成的酸雨和温室效应等。所以，当前最具影响力和最有价值的研发领域就是新型能源的开发，尤其是可再生性洁净能源的开发。太阳能作为取用不尽的纯净能源，对当前能源危机和环境污染问题正是雪中送炭，开发利用太阳能电池成为当务之急^[1]。

太阳能电池根据所用材料的不同，可分为:(1)无机太阳能电池：半导体硅(单晶、多晶、非晶、复合型等)和化合物半导体(GaAs、CuInSe2、CdTe、InP等)；(2)有机太阳能电池(酞菁锌、聚苯胺、聚对苯乙炔等)；(3)光化学太阳能电池(纳米Ti02等)。在各类电池中，硅仍是制造太阳能电池的主要材料，主要是因为工艺成熟，性能稳定，较高转换率以及环境污染小等优点，且已具有商业价值。在硅系列太阳电池中，单晶硅转化效率高，但其高昂的成本，限制了它的应用，而非晶硅在可见光内有较高的吸收系数，原材料来源广泛，可实现低成本的大面积薄膜沉积，使之较单晶硅太阳电池有更为广阔的应用前景^[2]。

2.非晶硅太阳电池简要介绍

2.1非晶硅太阳电池的结构

非晶硅太阳能电池基本结构有三种形式，即肖特基势垒型、异质结型和p-i-n型，其中最重要的是p-i-n型。

1.肖特基势垒型，这种结构太阳能由于其结构简单，制造方法简单是低成本太阳能电池。典型的结构是在不锈钢基板上沉积一层lμm厚的不参杂非晶硅薄膜，然后蒸镀一侧约5nm厚的高逸出功金属栅格作为项部接触电极。为减少阳光的反射，一般会在电池表面沉积一层反射层。与p-n结太阳能电池相比，肖特基势垒型电池的开路电压较低，故效率较低，因此为了改善电池性能。

在未掺杂的非晶硅和金属基底之间增加一层约0.1μm的磷参杂层n a#8212;Si：H，构成肖特基势垒的另一种结构MIS太阳能电池。选用功函数高的金属是为了产生较大的内建电位和开路电压。

2．异质结型(HI)，一般异质结型太阳能电池结构是玻璃/ITO/a-Si：H(i)/A1，由ITO和i层a-Si：H组成异质结，这是因为ITO膜通常算作n型材料，而a-Si：H(i)是弱n型材料，所以它们可构成n -n型的异质结^[5]。为了保证Al电极和非晶硅接触良好，尽可能降低欧姆电阻，通常在Al电极前制备一层n a．Si：H。由于光首先照射到具有较大禁带宽度的ITO层上，因而可以减小光在前区的吸收而使更多的光子进入非晶硅电活性层，这对短波收集效率的改善是有益的。异质结的转换效率较低，一般只有l％左右，开路电压一般小于0.5V^[6]。故这种结构的太阳能电池，并未推广使用。