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尽管晶体硅太阳电池通过结合异质结与交叉背接触结构已将最高效率突破至26.6%,由于高掺杂非晶硅层存在固有的寄生吸收/俄歇复合,以及制备p~+和n~+异质结接触需要复杂的制备工艺,这一结构电池依旧存在较为严重的光电损失以及技术限制。这些问题的存在促使人们寻求替代性的新型功能材料以及简化的沉积技术。以n型晶体硅(n-Si)作为光吸收层,导电聚合物(聚3,4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐,PEDOT:PSS)作为空穴选择性传输层,构建的载流子选择性非掺杂晶体硅-有机异质结太阳电池,以其制备工艺简单、制备成本低等优点,成为备受关注的新型光伏技术。然而现阶段其光电转换效率依旧较低,无法与主流晶体硅太阳电池相媲美。本论文围绕高效n-Si/PEDOT:PSS异质结太阳电池的设计与制备,重点讨论n-Si/PEDOT:PSS异质结界面及器件制备前/后处理对太阳电池光电性能的影响,主要研究内容及结果如下:1.硅表面化学预处理提高n-Si/PEDOT:PSS异质结太阳电池光电性能。通过对硅表面四甲基氢氧化铵溶液预处理,降低硅表面缺陷,调控异质结界面氧化层厚度,从而抑制界面载流子的复合。同时在PEDOT:PSS薄膜表面沉积一层高功函的碘化亚铜薄膜诱导调控PEDOT:PSS薄膜功函数,达到增强异质结界面反型的效果。结合这两种处理,在不使用背钝化的前提下可以将异质结电池的开路电压提升到0.660 V,填充因子提升到78.1%,最终器件光电转换效率提升至14.3%。2.硅表面微纳米结构调控改善n-Si/PEDOT:PSS异质结界面接触性能。通过金属辅助化学刻蚀方法对硅表面随机纳米结构/周期性纳米柱结构进行化学重构,在20μm硅衬底上分别制备低表面积的分层碗状纳米孔结构以及纳米锥-纳米柱阵列结构,在全波长范围内增加薄膜硅衬底的光吸收性能,并改善其与PEDOT:PSS薄膜的接触性能。最终制备的n-Si/PEDOT:PSS异质结太阳电池光电转换效率分别为13.6%和12.2%。3.硅/铝界面修饰提高n-Si/PEDOT:PSS异质结太阳电池光电性能。通过在n-Si/Al界面引入窄带隙共轭聚合物电解质(PTB7-NBr)作为电子选择性传输层构建载流子选择性非掺杂n-Si/PEDOT:PSS异质结太阳电池。得益于溴离子掺杂的PTB7-NBr层优异的电子传输性能以及其对Al电极良好的功函数修饰,n-Si/Al界面的接触电阻可降低至6.7±0.8 mΩcm~2。结合正面纳米结构的陷光效果,最终获得的电池器件光电转换效率超过15.0%。4.设计并制备n-Si/PEDOT:PSS界面全接触的异质结太阳电池。通过对随机正金字塔制绒的n-Si/PEDOT:PSS表面进行后处理,实现了PEDOT:PSS薄膜在制绒硅表面的全包覆接触。结合背面本征/掺杂非晶硅层提供的优异钝化性能及电子传输性能,最终获得的异质结太阳电池光电转换效率超过16.2%。此外,这一后处理工艺可以有效保护PEDOT:PSS薄膜和底部界面氧化物免受环境中水汽的影响,有利于改善器件稳定性。该研究为硅-有机异质结太阳电池的稳定性及效率提升提供了有效途径。