刘石勇，曾湘波，彭文博，姚文杰，谢小兵，杨 萍，王 超，王占国

（中国科学院 半导体研究所材料科学重点实验室，北京100083）

LIU Shi－yong，ZENG Xiang－bo，PENG Wen－bo，YAO Wen－jie，XIE Xiao－bing，YANG Ping，WANG Chao，WANG Zhan－guo

（Key Laboratory of Semiconductor Materials Science，Institute of Semiconductors，Chinese Academy of Sciences，Beijing 100083，China）

双纳米硅p层优化非晶硅太阳能电池

刘石勇，曾湘波，彭文博，姚文杰，谢小兵，杨 萍，王 超，王占国

（中国科学院 半导体研究所材料科学重点实验室，北京100083）

LIU Shi－yong，ZENG Xiang－bo，PENG Wen－bo，YAO Wen－jie，XIE Xiao－bing，YANG Ping，WANG Chao，WANG Zhan－guo

（Key Laboratory of Semiconductor Materials Science，Institute of Semiconductors，Chinese Academy of Sciences，Beijing 100083，China）

采用等离子体增强化学气相沉积 （Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD）技术在高功率密度、高反应气压和低衬底温度下制备出不同氢稀释比RH的硅薄膜。高分辨透射电镜（High－Resolution Transmission Electron Microscopy，HRTEM）图像与拉曼谱显示在较高氢稀释比条件下生长的薄膜为纳米硅（nanocrystalline silicon，nc－Si）薄膜，纳米硅颗粒尺寸约为3～5nm。对不同氢稀释比下纳米硅薄膜光学带隙的变化趋势进行了研究。结果表明：随着氢稀释比的增加，纳米硅薄膜的光学带隙逐渐增加。提出采用双纳米硅p层结构改善非晶硅太阳能电池，发现双纳米硅p层电池效率比单纳米硅p层的电池效率提高了17%。

纳米硅；氢稀释比；光学带隙

纳米硅（nanocrystalline silicon，nc－Si）又称氢化纳米硅（hydrogenated nanocrystalline silicon，nc－Si∶H），特指硅晶粒尺寸仅为数纳米的硅基薄膜。此时硅晶粒尺寸可以同其电子的德布罗意波长相比拟，可以从中观测到明显的量子尺寸效应和量子输运现象。同非晶硅（hydrogenated amorphous silicon，a－Si∶H）相比，nc－Si具有较高的电导率、掺杂效率［1］、较低的激活能以及光吸收系数，这些特性得到了国内外众多研究小组的关注。现在，nc－Si材料已经成功应用于太阳能电池中，被用作硅基薄膜电池的 p 型窗口层［2，3］。KITAO J［4］等研究发现nc－Si薄膜可通过控制沉积条件来调节光学带隙。

本工作研制n－i－p型a－Si∶H 太阳能电池，p层采用宽带隙……