文 献 综 述 1．绪论 随着环境污染、生态破坏以及资源枯竭等问题的日趋严重，开发可再生清洁新能源已成为当务之急，而硅基薄膜太阳能电池因其原材料储量丰富、无污染、生产工艺简单,便于大面积连续生产等优点，已成为解决能源危机与环境污染综合治理的有效途径之一。

科学家预言，在21世纪中期太阳能光伏发电将成为重要的发电方式[3]。

非晶硅薄膜电池是最早进入产业化的一种硅基薄膜电池，但非晶硅材料的光学带隙在1.7 ev左右，使得材料本身对太阳辐射光谱的长波区域不敏感,限制了非晶硅薄膜电池的转换效率，而且由于a-Si:H 薄膜电池中存在S-W 效应引起的效率衰退,使得电池的稳定性变差，从而严重影响了非晶硅薄膜电池的普遍应用[2]。

而微晶硅薄膜是介于非晶硅和单晶硅之间的作为纳米晶硅、晶粒边界、空洞和非晶硅共存的一种混合相无序半导体材料，具有良好的光电特性和更好的长波响应，又几乎无光致衰退现象,是国际公认的新一代硅基薄膜电池材料。

但由于其是间接带隙材料,光吸收系数较低，为了提高光吸收，微晶硅太阳电池一般较厚，导致电池成本增加，非晶硅和微晶硅具有不同带隙,为充分利用太阳光谱，将不同带隙的硅基薄膜组合，以非晶硅为顶电池,微晶硅为底电池，形成多结光谱的利用率,又降低了较不稳定的非晶硅顶电池的厚度，可以抑制S-W 效应的作用，大大提高了电池的整体稳定性。

因此，非晶硅/微晶硅叠层薄膜电池是公认的实现高效、低成本薄膜太阳能电池的重要技术途径，成为目前国内外研究的热点[4]。

2．叠层硅基薄膜电池研究现状 自从瑞士微技术研究所(IMT)在1994年首次提出以微晶硅为底电池、非晶硅为顶电池的叠层太阳能电池概念以来，非晶硅/微晶硅叠层电池的效率不断刷新,较有代表性的工作有:瑞士微技术研究所( IMT)采用甚高频等离子体增强化学气相沉积( VHF-PECVD)技术制备的非晶/微晶叠层电池效率达10.7%.德国余利希光伏研究所采用热丝法先沉积过渡层得到10.3%的单结微晶硅电池,采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)技术沉积的非晶/微晶叠层电池组件(8cm#215;8cm)效率达11.7%。

美国联合太阳能公司(Uni-solar)制备的非晶硅/微晶硅/ 微晶硅三结叠层电池效率达14.1%,非晶硅/非晶硅锗/微晶硅三结叠层电池效率 15.4%(小面积)，是目前硅基薄膜电池的世界记录[1]。

日本Kaneka公司采用VHF-PECVD技术制备的单结微晶硅电池效率10.7%,带有中间层的非晶硅/微晶硅叠层电池(面积为1cm2)的 效率则高达14.7%,小面积三结叠层电池( a-Si/μc -Si/μc-Si)的最高转换效率为15%,大面积( 910#215;455 mm2)组件效率达13.4%。

国内南开大学从”六五”开始, 连续四个五年计划得到国家科技攻关项目和国家973项目的支持,非晶硅/微晶硅叠层电池的研究取得了不俗的成果; 薛俊明等人采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)技术制得的 a-Si/μ c-Si 叠层电池效率达到9.83%; 韩晓艳等人采用甚高频等离子体增强化学气相沉积( VHFPECVD) 技术制备的非晶/微晶叠层电池效率高达 11.17%,接近国际先进水平[6] [8]。