提高微晶硅薄膜光伏电池的生长速率和转换效率对其生产成本的降低是至关重要的，然而生长速率的提高经常会伴随一系列使转换效率降低的不利因素。本文首先分析了高速沉积时导致微晶硅电池性能降低的原因，然后重点对如何提高高速沉积微晶硅电池的效率进行了研究，主要研究内容和创新工作如下：　　 ■首先详细研究了不同沉积速率下制备的微晶硅薄膜特性的差异及其对电池性能的影响。结果发现，与低速沉积的微晶硅薄膜相比，高速沉积的微晶硅薄膜具有非晶孵化层较厚、纵向结构均匀性较差、晶粒尺寸较大、薄膜致密性较差及薄膜表面粗糙度较大的特点；而这些微结构上的特点使高速沉积微晶硅电池具有较小的填充因子FF和短路电流密度JSC，从而使高速电池的效率低于低速电池；且随晶化率降低高速沉积微晶硅薄膜纵向结构不均匀性更加显著，致使最优电池的参数窗口变窄。　　 ■初步研究了微晶硅薄膜中非晶孵化层的形成机理，并探索得到了减小高速沉积微晶硅薄膜中非晶孵化层厚度的方法。研究发现，与低速沉积不同，高速沉积过程中反应气体的分解程度和等离子体的电子温度，都是随时间增加而增加，且增加的程度较大，这是高速沉积微晶硅薄膜中非晶孵化层较厚的重要原因；减小反应气体在腔室中的滞留时间可以明显减小非晶孵化层的厚度，通过总结沉积参数引起非晶孵化层厚度减小的转折点所对应的气体滞留时间得知，当微晶硅薄膜沉积速率在1.0nm/s以上时，气体在腔室中的滞留时间最高不能超过0.05s。对衬底的研究表明，高速沉积pin型微晶硅太阳电池时，选择晶化率高、晶粒尺寸小和表面粗糙度大的p型材料，可以提高其上生长的本征微晶硅材料的纵向均匀性，提高薄膜质量。　　 ■在上述对高速沉积微晶硅薄膜特性及其改进方法的研究基础上，对高速沉积微晶硅太阳电池进行了优化研究。其中提出了两种能够有效提高高速沉积微晶硅电池效率的方法：(1)通过降低功率和降低硅烷浓度来制备高晶化率的本征型起始层，并应用到电池的p/i界面，不仅能够减小非晶孵化层厚度，而且能够降低界面缺陷态密度，使电池效率提高约一个百分点；(2)在高速沉积微晶硅薄膜过程中，采用功率梯度降低的方法，即能够控制微晶硅薄膜纵向微结构的变化，又能够减小离子对薄膜表面的轰击作用，从而提高了薄膜质量，使电池效率明显提高。将上述两种方法应用到电池中，在微晶硅薄膜的沉积速率为12A/s时，得到光电转换效率为9.36％(Voc=0.54V， Jsc_25.41mA/cm2，FF=68.02％)的单结微晶硅太阳电池，将其应用到叠层电池中得到效率为11.14％(Voc=1.37V， Jsc=11.92mA/cm2，FF=69.39％)的非晶硅/微晶硅叠层电池。　　 综上所述，本文通过研究不同沉积速率下制备的微晶硅薄膜及电池特性的异同，找到了引起高速沉积微晶硅电池性能降低的原因，并初步研究了微晶硅薄膜中非晶孵化层的形成机理及改善方法。针对高速沉积微晶硅薄膜所具有的结构特点提出了两种调节薄膜微结构的方法，最终在较高的沉积速率下制备得到了高效的微晶硅电池，为大幅度降低硅薄膜电池成本奠定了实验基础。