多晶硅薄膜太陽(yáng)能電池簡(jiǎn)介

通常的晶體硅太陽(yáng)能電池是在厚度350-450μm的高質(zhì)量硅片上制成的，這種硅片從提拉或澆鑄的硅錠上鋸割而成。因此實(shí)際消耗的硅材料更多。為了節省材料，人們從70年代中期就開(kāi)始在廉價(jià)襯底上沉積多晶硅薄膜，但由于生長(cháng)的硅膜晶粒大小，未能制成有價(jià)值的太陽(yáng)能電池。為了獲得大尺寸晶粒的薄膜，人們一直沒(méi)有停止過(guò)研究，并提出了很多方法。目前制備多晶硅薄膜電池多采用化學(xué)氣相沉積法，包括低壓化學(xué)氣相沉積(LPCVD)和等離子增強化學(xué)氣相沉積(PECVD)工藝。此外，液相外延法(LPPE)和濺射沉積法也可用來(lái)制備多晶硅薄膜電池。

化學(xué)氣相沉積主要是以SiH2Cl2、SiHCl3、Sicl4或SiH4,為反應氣體,在一定的保護氣氛下反應生成硅原子并沉積在加熱的襯底上，襯底材料一般選用Si、SiO2、Si3N4等。但研究發(fā)現，在非硅襯底上很難形成較大的晶粒,并且容易在晶粒間形成空隙。解決這一問(wèn)題辦法是先用 LPCVD在襯底上沉熾一層較薄的非晶硅層，再將這層非晶硅層退火，得到較大的晶粒，然后再在這層籽晶上沉積厚的多晶硅薄膜，因此，再結晶技術(shù)無(wú)疑是很重要的一個(gè)環(huán)節，目前采用的技術(shù)主要有固相結晶法和中區熔再結晶法。多晶硅薄膜電池除采用了再結晶工藝外，另外采用了幾乎所有制備單晶硅太陽(yáng)能電池的技術(shù)，這樣制得的太陽(yáng)能電池轉換效率明顯提高。德國費萊堡太陽(yáng)能研究所采用區館再結晶技術(shù)在FZ Si襯底上制得的多晶硅電池轉換效率為19%，日本三菱公司用該法制備電池，效率達16.42%。

液相外延(LPE)法的原理是通過(guò)將硅熔融在母體里，降低溫度析出硅膜。美國Astropower公司采用LPE制備的電池效率達12.2%。中國光電發(fā)展技術(shù)中心的陳哲良采用液相外延法在冶金級硅片上生長(cháng)出硅晶粒，并設計了一種類(lèi)似于晶體硅薄膜太陽(yáng)能電池的新型太陽(yáng)能電池，稱(chēng)之為“硅粒”太陽(yáng)能電池，但有關(guān)性能方面的報道還未見(jiàn)到?！《嗑Ч璞∧る姵赜捎谒褂玫墓柽h較單晶硅少，又無(wú)效率衰退問(wèn)題，并且有可能在廉價(jià)襯底材料上制備，其成本遠低于單晶硅電池，而效率高于非晶硅薄膜電池，因此，多晶硅薄膜電池不久將會(huì )在太陽(yáng)能電地市場(chǎng)上占據主導地位。