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基于低温磷掺杂的纳米线(棒)径向太阳电池

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摘要

纳米线(棒)径向P-N结太阳电池不仅具有良好的陷光作用,同时还具有光吸收和载流子收集方向相互垂直的特点,可以提高载流子的收集,有望采用廉价材料得到高的转化效率.本文分别采用湿法腐蚀和与模板结合的反应离子刻蚀技术,在P型晶硅衬底上制备定向排列的纳米线(棒)阵列.通过调控腐蚀或刻蚀工艺条件,制备了高度5-10微米,直径50-400纳米的纳米线(棒)阵列.实现了良好的陷光效果,高度为7.5μm的纳米线阵列,在350nm到1100纳米之间的平均反射率为4.58%.样品经优化的RCA工艺清洗后,用HF溶液钝化处理纳米结构表面,在优化的工艺下,少子寿命达125微秒.在250口衬底温度下,采用热丝化学气相沉积技术,以氢稀释的PH3作为掺杂气体,对纳米线(棒)阵列进行了低温的浅结掺杂,制备了径向P-N结.对低温P掺杂的抛光硅片(电阻率1-5Ωcm)进行了霍尔测试,在25min掺杂处理下,样品载流子面密度达到3.26×10 14/cm2,表现出有效的掺杂.与平而结构参考电池相比,纳米线径向结电池的短路电流密度和外量子效率提高了20%,初步制备的径向结太阳电池的转化效率为9.28%.

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