我们报道了关于非晶硅叠层太阳能电池隧道结的新的结果，运用金属氧化物氧化铌（NbOx）作为结合层，p+层中，运用新式的掺杂气体[B(CH3)3].新的隧道结具备低的串联电阻和小的光学损失。NbOx层的优点是具有较高的传导性，因此可以使用相对厚的厚度（~10nm）层。厚氧化层的使用能力在实现隧道结在大面积生产中应用起了重要的作用。

　　非晶硅叠层太阳能电池被认为是一种可实现的稳定，高效率和低成本的光电能转换元件。叠层太阳能电池的结构由两个pin元件串联。当光进如太阳能电池，短波长的光谱被顶端的电池吸收，长波长的光谱被低端的电池吸收。中间的结通常被称为n/p隧道结。原理上，顶端电池产生的电子和低端电池产生空穴将会在隧道结内结合，然而顶端电池产生的空穴和低端电池产生的电子应该穿过回路形成完整的电流回路。隧道结的质量是叠层太阳池获得高效率的关键。一些焦点集中在结的载流子的结合，反向光电压和穿透率。

　　如果隧道结不能提供足够的结合中心，电荷将会在结内累积，将会改变结附近的电场分布导致相反的偶极层。进一步将，n/p结会产生反向的电流和光电压。在最恶化的情况下，由于隧道结相反结的影响，当电流改变方向时，使用这种隧道结的叠层太阳能电池的电流-电压曲线会在串联电阻上显示出一个突然增加趋势。最终，叠层太阳能电池将会表现低FF,开路电压。一个好的隧道结必需表现出低串联电阻的欧姆特性。结合层引入到ｎ和ｐ层来提高载流子的结合。同时ｎ／ｐ结由整流转化到欧姆，另外焦点在隧道结的光学损失。因为这种结在元件的中间，吸收需要很低。

　　变化的结合层例如a－SiC：Ｈ和金属氧化物（TiOx）被推荐。a－SiC：H的优点是可以利用PECVD很容易制备。TiOx改善FF，但是穿透率较低，必需要薄（～1nm）。很难大面积的得到这种厚度足够均匀的膜。因此我们观察新的金属氧化物像NbOx和a－SiC：H。提高n层和p层的传导率是另一种改善隧道结欧姆特性地方法。为了得到穿透的隧道结，我们需要一个薄的重掺的n层，高穿透度的结合层，和一个宽光学带宽重掺的p层。在单结太阳能电池中，传统的ｎ＋层对于隧道结来说太厚（～30nm），对于p＋层需要平衡传导率和光学带宽。我们将B（CH3）3掺杂的新的p＋层和薄得n＋层应用到隧道结并得到低串联电阻和高的穿透率。

　　一系列的隧道结和a－Si／a－Si叠层太阳能电池被制备用来研究不同的隧道结对叠层太阳能电池性能的影响。这些隧道结的结构：玻璃／SnO2：F或Cr／非晶硅n＋／结合层／非晶硅p＋／银。结果SnO：F和Cr相似。叠层电池的结构：玻璃／SnO2：F／p＋／pi／i／n＋／结合层／p＋／pi／i／n＋／Ag．p／i界面（pi层）的碳含量是有梯度的以减小界面层的结合。

　　NbOx，TiOx和未掺杂的a－Sic：H作为结合层应用到隧道结中。Nb2O5和Ti2O3进行电子束蒸镀得到NbOx，TiOx。带有NbOx，TiOx的隧道结具有低串联电阻。带有这两种氧化物的结的电阻是相似的。然而NbOx层更具有穿透性，NbOx层的光学带宽～3.6eV，传导率～2.3＊10－6Scm-1．利用相同的n＋和p＋层，带有a－SiC：H作为结合层的隧道结具有较高的串联电阻；利用隧道结的叠层电池的I－V曲线显示了相反的二极管效应。这些叠层电池的ＦＦ较低。增加p＋层的掺杂来降低隧道结的串联电阻并改善叠层电池。然而，隧道结吸收增加因此叠层电池的电流减小。

　　许多研究指出B（CH3）3作为新的掺杂气体使用，与B2H6相比，掺杂效率较好。我们用B（CH3）3掺杂的p＋层应用到隧道结上，得到低电阻和低光学损失的隧道结。图一显示300nm厚度的p＋层光传导率бph和光学带宽Eg。AM1.5光照下，Eg2.0eV，бph10－5Scm-1，2.1eV，бph10－6Scm-1

　　图2显示了隧道结的I－V曲线。（a）a－SiC：H做为再结合层，p＋层通过混合气体B2H6，SiH4和CH4制备。掺杂比率B2H6／SiH4，1%。（b）重掺p＋层，B2H6／SiH4～3%。（c）NbOx（～10nm）做为再结合层，p＋层通过混合气体B（CH3）3，SiH4和CH4制备。（c）不仅具有较低的串联电阻和而且较低的光学吸收，从叠层太阳能电池产生较高的电流可以明显的看出。从I－V曲线我们推断串联电阻很小（～3.7ohm1cm2）．因为NbOx具有穿透性厚度不是很关键。我们发下NbOx厚度的变化不会影响叠层太阳能电池的性能。这使NbOx成为再结合层非常好的选择，大面积应用。

　　1cm2的a－Si／a－Si叠层太阳能电池达到10.4%的转换效率。在这种元件中隧道结：薄的（～10nm）n＋层，NBOx层（～10nm），p＋层利用B（CH3）3掺杂。图3显示了这种元件的I－V曲线，由SERI报道的最高转换效率a－Si／a－Si叠层太阳能电池。Voc＝1.74V，Jsc＝8.45mA／cm2，FF＝0.716，Eg＝10.4%，与单结元件对比，类似于叠层电池低端电池，电流损失非常小。之后，SERI量测得到Jsc17.64mA／cm2，效率为10.9%。图中虚线带有传统隧道结的叠层电池的I－V曲线，（无NbOx层，用B2H6掺杂）。从图中可以看出，利用新的隧道结所有光电参数都得到改善。我们期望在隧道结中利用微晶的n＋和p＋层和多层p型结构进一步的改善a－Si／a－Si叠层电池的性能。

　　结论，NbOx是一种好的选择作为再结合层应用到非晶硅叠层太阳能电池的隧道结中。隧道结利用一个薄得n＋层，NbOx和一个用B（CH3）3做掺杂的p＋层，具有低串联电阻和低光学损失，可以改善叠层电池的性能。