[发明专利]渐变带隙纳米硅薄膜及渐变带隙纳米硅薄膜太阳能电池

摘要

本发明公开了渐变带隙纳米硅薄膜及渐变带隙纳米硅薄膜太阳能电池，渐变带隙纳米硅薄膜为由非晶硅、晶粒和晶界组成的混合相材料；所述晶体硅的带隙为1.12eV，非晶硅为1.75eV；所述器件质量级的纳米硅薄膜晶化率范围为40%‑70%；所述渐变带隙纳米硅薄膜的带隙为1.3eV~1.5eV。本发明的渐变带隙纳米硅薄膜用于纳米硅电池的I层（也即光吸收层），充分吸收不同波段的太阳光能，还改善了光生空穴的传输，从而可以有效提高电池的光电转换效率；同时渐变光吸收层结构解决了纳米硅太阳电池开路电压较低的问题，而且渐变结构使其与P层及N层的带隙差别较小，较大程度的解决了P/I、I/N界面的带隙失配问题，避免了异质结的界面效应，降低光致衰退效应，降低成本。

主权项

渐变带隙纳米硅薄膜，其特征在于：为由非晶硅、晶粒和晶界组成的混合相材料；晶体硅的带隙为1.12eV，非晶硅为1.75eV；纳米硅薄膜晶化率范围为40％‑70％；由两个渐变带隙形成“V”型渐变结构；第一渐变带隙膜厚为300nm，带隙从1.7eV递变到1.3eV，纳米硅薄膜生长初期薄膜纵向生长非晶孵化层到70％晶化率；第二渐变带隙为900nm，带隙从1.3eV递变到1.5eV，纳米硅薄膜晶化率为70％‑40％；或者由三个渐变带隙形成“U”型渐变结构；第一渐变带隙膜厚为300nm，带隙从1.7eV递变到1.3eV，纳米硅薄膜生长初期薄膜纵向生长非晶孵化层到70％晶化率；第二渐变带隙膜厚为600nm，带隙为1.3eV，纳米硅薄膜晶化率为70％；第三渐变带隙为300nm，从1.3eV递变到1.5eV，纳米硅薄膜晶化率为70％‑40％；或者由四个渐变带隙形成“E”型渐变结构；第一渐变带隙膜厚为300nm，带隙从1.7eV递变到1.3eV，纳米硅薄膜生长初期薄膜纵向生长非晶孵化层到70％晶化率；第二渐变带隙膜厚为300nm，带隙为1.3eV，纳米硅薄膜晶化率为70％；第三渐变带隙膜厚为300nm，从1.3eV递变到1.43eV，纳米硅薄膜晶化率为70％‑51％；第四渐变带隙膜厚为300nm，从1.43eV递变到1.5eV，纳米硅薄膜晶化率为51％‑40％。