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通过HFCVD法制备的SiOx薄膜在PN结上应用所产生的下转换效应

DOI：10.1007/s12633-018-0029-4 期刊：Silicon 出版年份：2018 更新时间：2025-09-09 09:28:46
摘要： 在硅太阳能电池上采用非化学计量比的氧化硅（SiOx）顶层薄膜，通过下转换效应改善其电学性能。该SiOx薄膜通过热丝化学气相沉积（HFCVD）工艺制备，通过调节氢气流速（HF）、丝源距离与源衬底距离等参数（进而控制不同温度），利用能谱仪（EDS）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析表明：随着上述参数变化，薄膜中原子硅含量发生改变。透射光谱显示其在紫外区透射率为0%。当受紫外光激发时，SiOx薄膜呈现400-900nm宽波段光致发光（PL）。将这些SiOx薄膜作为顶层涂层应用于硅基pn结以制备太阳能电池，测得其J-V特性曲线、外量子效率（EQE），以及开路电压（Voc）、短路电流密度（Jsc）、光电转换效率（η）和填充因子（FF）。具有最强PL效应的SiOx顶层涂层太阳能电池展现出最高效率，最优参数为：η=5.9%、Voc=480mV、Jsc=27mA/cm2、Pmax=5.5mW、FF=0.4。
作者： E. Ojeda-Durán，K. Monfil-Leyva，J. Carrillo-López，A. Benítez-Lara，G. García-Salgado，J. A. Luna-López
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究通过热丝化学气相沉积（HFCVD）法制备的SiOx薄膜在pn结上应用所产生的下转换效应，以改善硅太阳能电池的电学性能。

研究成果

通过热丝化学气相沉积（HFCVD）法制备的SiOx薄膜可作为硅太阳能电池中的下转换材料，从而改善其电学性能。在特定沉积条件（氢氟流量25 sccm、基底距离5毫米、沉积时间3分钟）下获得的薄膜性能最佳，光电转换效率达5.9%。光致发光强度与波长位置对下转换效应至关重要，其中约600纳米处的最强光致发光效果最为显著。

研究不足

与低压化学气相沉积（LPCVD）法制备的SiOx薄膜相比，氢辅助热丝化学气相沉积（HFCVD）法获得的SiOx薄膜表现出更低的发光效率和更少的硅过剩量，这可能限制其作为下转换材料的效率。沉积过程中施加的温度会改变pn结的结深，从而影响太阳能电池的特性。

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