东南大学 ■ 杨帆 刘静静 金以明 杜张李

一 引言

进入21世纪，能源和环境的可持续发展已成为人类最关注的问题，光伏发电具有最理想的可持续发展特征，是可再生能源发展的最大亮点。太阳电池是光伏发电系统中最关键的核心部件之一，其光电转换效率和实际应用过程中是否具有长期稳定性等特征是决定整个光伏系统性能的关键因素。目前制约太阳电池大面积使用的原因在于其成本偏高。降低光伏发电成本主要依据两种途径：一是追求尽可能高的光电转换效率，从而降低产生相同电力时所需昂贵半导体材料。例如以砷化镓GaAs为代表的III-V族半导体的高效率太阳电池(典型效率＞30%)，或高效晶体硅太阳电池(如PERL、OECO等，典型效率＞20%)。二是选择新材料及工艺体系降低电池制造成本，如开发以非晶硅a-Si:H、碲化镉(CdTe)和铜铟镓硒(CIGS)为代表的薄膜太阳电池[1,2]。

二 硅基异质结太阳电池

近年来，基于硅衬底的异质结太阳电池(Silicon Heterojuction solar cells，SHJ)，因其结合了高纯单晶硅材料少子寿命长、异质结易于控制生长及能带匹配的优点，获得了广泛关注及研究。这种电池结构形式实际体现了上述两种解决途径相结合的思路[3,4]。

常见的硅基异质结太阳电池的异质结，如a-Si/c-Si，a-SiC/c-Si，nc-Si/c-Si等，在单晶硅衬底基础上，沿用非晶硅太阳电池业已成熟的制备技术(如等离子增加化学气相沉积PECVD、热丝气相沉积HWCVD、甚高频化学气相沉积VHFCVD)等，通过在低温沉积实现异质结，减少了通常硅太阳电池高温扩散制结的能源消耗，从而降低成本[5,6]。……