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太阳能作为取用不尽的纯净能源,对当前能源危机和环境污染问题正是雪中送炭,开发利用太阳能电池成为当务之急。降低光伏系统的成本是目前任务的重中之重,而要降低组件成本最核心的技术就是降低材料成本。非晶硅薄膜太阳能电池凭借自身优异的材料特性和廉价的成本,无疑成为太阳能电池中最有发展潜力的薄膜电池之一。非晶硅薄膜太阳能电池具有如下优点:光吸收系数大,衬底温度低,耗材少,能沉积在廉价的玻璃衬底上,制作工艺与现有集成电路工艺兼容,适用于大面积生产,且容易与建筑材料相结合,构成光伏建筑一体化系统。对非晶硅薄膜太阳能电池进行数学物理建模,利用一维光电子结构分析模型(AMPS-1D)模拟分析了TCO/p-a-Si:H/i-a-Si:H/n-a-Si:H/metel结构的i层厚度对电池性能的影响,并对i层进行优化设计。采用RF-PECVD法在普通玻璃上沉积非晶硅薄膜材料,结合蒸镀、刻蚀等半导体工艺,在透明导电(TCO)玻璃上制备pin结构的单结非晶硅薄膜太阳能电池样品,研究了非晶硅薄膜材料及其电池的制备方法、工艺过程和相关工艺对电池各层薄膜材料性能的影响,重点讨论了工艺条件对i层光电特性的影响和i厚度对电池性能的影响。主要的工作总结如下:1)模拟仿真了pin型非晶硅太阳能电池i层厚度对电池性能的影响,获得了最优的器件结构,其中,i层厚度500~700nm,电池的转换效率3.4%。2)研究了非晶硅薄膜太阳电池各层材料的制备工艺及工艺参数对材料性能的影响,着重分析了工艺参数对本征层的光电特性的影响,获得了沉积各层薄膜的最佳工艺技术。3)完成了pin单结太阳能电池的制备及性能测试。4)研究i层厚度对太阳电池性能的影响,主要包括VOC,JSC和η。结果表明,当前沉积系统下的最佳i层厚度为800~1000nm,获得电池转换效率约3.1%。优化了的工艺条件,验证了仿真结果。