致使相邻的 H 原子结合为 H

,便于形成 H

的气泡。硅悬挂键的产

生和缺陷的形成是制约氢化非晶硅薄膜应用的主要原因,只有正确
理解光致衰退效应的机理,才能解决好氢化非晶硅薄膜的稳定性问
题

。

　　现在 S-W 效应的机制还是一个有待进一步研究解决的问题,人
们提出了各种理论进行解释,有的认为是光照在样品中产生了新的
缺陷,这种缺陷增加了隙态密度,降低了光电导和暗电导;有的认为是
光照产生了亚稳态缺陷;有的认为是光照引起了非晶硅结构的变化;
还有人认为空间电荷效应是氢化非晶硅电池光诱导性能衰退的主
要物理机制,在光照射下非晶硅太阳能电池光生空穴俘获产生的带
正电缺陷使电池内部有了净正空间电荷,从而把高电场调制到 p/i 界
面,而使 i/n 界面附近电场强度下降以致出现低场"死层",低场"死
层"降低非晶硅太阳能电池对光生载流子的收集,使电池性能随着光
照而衰退。总的看法认为,光致衰退效应起因于光照导致在带隙中
产生了新的悬挂键缺陷态(深能级),这种缺陷态会影响氢化非晶硅
薄膜材料的费米能级的位置,从而使电子的分布情况发生变化,进而
一方面引起光学性能的变化,另一方面对电子的复合过程产生影响。
这些缺陷态成为电子和空穴的额外复合中心,使得电子的俘获截面
增大、寿命下降。目前对于氢化非晶硅薄膜光致衰退原理人们建
立了很多模型,主要有弱键断裂(SJT)模型、"H 玻璃"模型、H 碰撞
模型、Si-H-Si 桥键形成模型、"defectpool"模型等,但至今仍没有
形成统一的观点。为了阻止 S-W 效应,一方面要减少 a-Si:H 材料中
的 Si-H 键和 O、N 等杂质污染,另一方面要适当减少 i 层厚度,增强
内建电场,从而减少光生载流子的复合,抑制电池特性的光致衰退效
应

。

　　 3 、非晶硅电池性能影响因素
　　由于非晶硅结构是一种无规网络结构,具有长程无序性,所以对
载流子有极强的散射作用,导致载流子不能被有效地收集。为了提
高非晶硅太阳能电池转换效率和稳定性,一般不采取单晶硅太阳能
电池的 p-n 结构。这是因为:轻掺杂的非晶硅费米能级移动较小,如
果两边都采取轻掺杂或一边是轻掺杂另一边用重掺杂材料,则能带