当前制约硅基薄膜电池发展的主要障碍是其较低的光电转换效率,因此在硅基薄膜电池中有效运用陷光设计是目前的研究重点。本文采用PECVD工艺制备 N 型硅氧薄膜,并将其作为复合背反射电极应用于硅基薄膜太阳电池中以优化电池的陷光结构,从而改善电池性能。 　　基于电池对背反射电极材料性能的要求,本文首先研究了PECVD技术制备N-μc-SiOx：H薄膜的结构特性、光学特性和电学特性与工艺参数的关系。结果表明,改变 CO2/SiH4流量比和沉积功率能够有效对薄膜的结构和氧含量进行调节,增大两者之一均可提高薄膜中氧含量,而氧含量增加会导致薄膜带隙展宽,折射率降低,同时会引起薄膜非晶化,致使掺杂效率降低,薄膜电导率下降。结合硅氧薄膜的微观结构分析,μc-SiOx：H材料呈现一种相分离结构,即具有一定晶化率的硅颗粒相弥散分布于非晶态硅氧基质中。另外,材料的双面拉曼散射谱显示N-μc-SiOx：H薄膜生长初期具有非晶孵化层,而后随生长进行晶化率逐渐增大并达到饱和。 　　将初步优化的 N-μc-SiOx：H 薄膜材料作为电池的陷光层分别应用于工业化量产的a-Si：H/a-SiGe：H和a-Si：H/a-Si：H叠层电池的背反射电极中,能够明显改善电池的陷光能力,增大电池的短路电流密度,进而提高电池的性能。N-μc-SiOx：H薄膜的加入在电池中产生了折射率梯度,使得到达该层未被电池充分吸收的光线重新返回电池中,增大了电池的有效光程。结合QE测试结果可以发现,上述影响主要对叠层电池的底电池有明显改善,由于电池自身为底限制型,这种结果有利于改善顶底电池的电流匹配情况。另外,N-μc-SiOx：H薄膜材料本身不对称的电导特性能够有效抑制电池内部的漏电流和局部渗流,以及其较宽的带隙值使得 N-μc-SiOx：H 层的加入在一定程度上使电池的填充因子和开路电压也有所提高。综合电池对其电学、光学两方面的要求, N-μc-SiOx：H薄膜材料在保证晶化率30%左右、厚度55nm左右前提下,应采用尽可能高的氧含量以获得最佳陷光效果。 　　实验结果还表明在制备N-μc-SiOx：H薄膜过程中改变功率,可以进一步在薄膜内部形成折射率梯度,相比单层N-μc-SiOx：H薄膜,这种复合薄膜的陷光能力更强,因此更加有利于获得高稳定性高效率的太阳电池。