晶体硅太阳电池双层减反射膜的制备及其性能研究

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晶体硅表面能够反射大约 38%的太阳光,通过减反射膜的制备能够降低硅片的反射,使其吸收更多的光,提高太阳电池的转换效率和降低光伏发电的成本。
　　本论文首先应用MATLAB软件,进行SiNx、SiO2、Al2O3、TiO2单层减反射膜,SiNx/SiO2、Al2O3/TiO2、TiO2/SiO2、Al2O3/SiO2双层减反射膜, SiNx/Al2O3/SiO2 和TiO2/SiNx/SiO2三层减反射膜膜系结构的设计和数值计算,研究SiNx、SiO2、Al2O3、TiO2膜层厚度以及SiNx的折射率对减反射膜膜系结构总反射率的影响,寻求最佳膜系结构。计算结果表明,SiNx和Al2O3为较适宜的单层膜材质,最低的加权平均反射率为5.12%；最优化的双层膜结构为：SiNx(60nm,n=2.2)/SiO2(10nm)双层膜膜系结构,最低的加权平均反射率为0.51%；三层膜膜系结构中,减反射效果TiO2/SiNx/SiO2膜系优于SiNx/Al2O3/SiO2膜系,但效果不如双层膜理想。
　　其次,以热氧化时间为变量,应用低温热氧化法制备SiO2薄膜,作为第一层减反射膜；采用SiNA平板式PECVD设备应用不同的参数沉积制备特定参数的SiNx薄膜,应用椭圆偏振光谱仪测定SiO2、SiNx薄膜膜层厚度和折射率,应用 D8 反射仪测量其反射率,从实验上研究 SiO2、SiNx膜层厚度以及S iN x的折射率对减反射膜膜系结构的总反射率的影响。
　　实验结果表明,SiNx(60nm,n=2.2)/SiO2(10nm)双层膜为最优化的膜系结构。该膜系结构的反射曲线在短波和长波部分分配最合理,曲线未出现明显的波动,加权平均反射率为0.583%,与其他膜系结构作对比,该双层膜膜系结构组织致密能起到良好的减反射作用,同时也能起到优异的钝化作用。在SiNx/SiO2双层减反射膜膜系中,氮化硅薄膜的折射率的变化直接关系到整个膜系的体钝化效果,会引起膜系中Si-H键密度的波动,使晶体硅反射谱在长波或短波部分的波动,导致膜系加权平均反射率的实验值高于理论值。

著录项

作者
张昆;
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作者单位

河北工业大学;

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授予单位河北工业大学;
学科材料物理与化学
授予学位硕士
导师姓名刘彩池;
年度 2012
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类材料;
关键词
减反射膜; 数值模拟; MATLAB; PECVD; 钝化;

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