能源问题是人类亟需解决的问题之一。与传统的化石能与核能相比,太阳能作为一种清洁能源,由于其具有来源广、无污染、能量巨大等优点,为人类解决能源问题提供了一条途径。基于量子点的新一代太阳能电池研究方兴未艾。在硅基量子点薄膜太阳能电池中,理论认为,以掺杂碳化硅替代传统的硅作为窗口层,可以提高器件的性能。为此,我们研究了不同磷掺杂浓度、不同碳硅比的掺磷纳米硅-碳化硅薄膜的光电性质,并制备了以之作为窗口层的硅基量子点薄膜太阳能电池,发现相对于硅作为窗口层的电池,其器件性能有了明显的提升。本论文的主要内容和结论如下:一、使用等离子体化学气相沉积的方法,在硅衬底或者石英衬底上沉积了一层掺磷碳化硅薄膜,保持甲烷与硅烷的流量不变,改变磷烷流量,得到了磷掺杂浓度改变的氢化非晶碳化硅薄膜。在此基础上,在氮气保护氛围中对薄膜进行了 450℃脱氢处理和1000℃热退火处理,得到了不同磷掺杂浓度的纳米硅-碳化硅薄膜。实验发现,随着磷掺杂浓度的提高,退火后样品的晶化比逐渐增大,表明在一定浓度范围内,磷原子的引入有利于富硅碳化硅薄膜的晶化。相比于退火前,退火后样品中的碳硅键增多,光学带隙增大,电导率有了 6个数量级的提高,电导率激活能明显减小。这说明在具有较大光学带隙的同时,可以得到高电导率的掺磷碳化硅薄膜,其具有作为硅基量子点薄膜太阳能电池窗口层的潜力。二、我们还制备了具有不同碳硅比的掺磷非晶碳化硅薄膜。发现随着碳硅比的提高,未退火样品光学带隙增大,电导率减小,退火后样品的晶化比逐渐减小,材料中碳硅键增多,光学带隙有所减小,迁移率与电导率逐渐减小,电导率激活能逐渐增大,多数载流子浓度先减小后增大。对磷掺杂的纳米硅-碳化硅薄膜中的载流子输运性质进行了分析比较。三、在得到了具有较大光学带隙、较高电导率的掺磷纳米硅-碳化硅薄膜的基础上,我们利用等离子体化学气相沉积法,在P型硅衬底上制备了以掺磷碳化硅作为窗口层的硅基量子点薄膜太阳能电池,在窗口层沉积时间为5分钟、退火温度为900℃情况下得到了效率最高的器件。我们发现,相对于以掺磷硅作为窗口层的电池,以掺磷纳米硅-碳化硅薄膜作为窗口层的电池具有更大的开路电压和短路电流,外量子效率在全波段都有所提高。