为了降低微晶硅薄膜太阳电池的发电成本，进一步提高电池的沉积速率与转换效率至关重要，为了达到这个目的，本论文主要进行了以下两个方面的研究。 首先，我们在PECVD中结合VHF与高压高功率(hphP)来实现微晶硅薄膜材料与电池的高速生长。与传统的低压低功率(lplP)下沉积的薄膜材料相比，hphP下沉积的薄膜显示了良好的光电性能，表明了它们作为硅基薄膜太阳能电池光吸收层的适用性。此外，本文系统地研究了辉光功率、气体压力、总气体流量、硅烷浓度(SC)与电极距离等沉积参数对太阳能电池的沉积速率(RD)与性能的影响，在优化的沉积条件下，本文在超过10(A)/s的沉积速率下获得了具有当时世界纪录效率(9.8％)的微晶硅单结p-i-n电池。基于上述的研究结果，我们提出，等离子中存在适当比例的原子H与硅烷基团[SiHx](x=0，1，2，or3)]对最优电池材料的生长非常重要，当改变沉积条件时，H/SiHx的比例也发生改变，我们必须改变其他沉积条件来保持适当的H/SiHx比例以达到维持最优电池材料生长的目的，而其中改变SC是最简单与最直接的方法。本文也着重研究了i层材料与太阳电池性能的关系，我们在国际上率先使用拉曼结构深度探测法对微晶硅电池在生长方向上的结构均匀性进行研究，并证实在高速生长的微晶硅电池中存在着结构演变，而结构演变损害了电池的短波响应。 其次，我们比较了由PECVD与HWCVD沉积的微晶硅薄膜材料与电池。我们发现在很大的晶化率范围内，HWCVD电池比PECVD电池具有更高的VOC与FF，而且HWCVD电池能在更高的VOC(～600mV)下保持良好的性能。通过对电池的光谱响应与暗态特性的比较，本文发现导致上述两种电池差异的原因是HWCVD电池具有更好的p/i界面特性。在PECVD电池中引入由HWCVD沉积的本征微晶硅p/ibuffer层改善了PECVD电池的p/i界面特性，并且几乎完全消除了两种电池之间的差异，这反过来证明p/i界面的差异是导致电池性能差异的主要原因。我们使用了拉曼深度探测法、TEM与局部电子衍射法等方法研究电池的结构特征，发现这两种电池在生长方向的结构已经非常均匀，因此，我们没有观察到HW-buffer层具有抑制孵化层与结构演变的功能，另外，在PECVD电池使用非晶HW-buffer层在i层中引入了结构演变，但是它仍然提高了电池的VOC与FF，因此我们可以断定在生长方向上的均匀性不是导致PECVD与HWCVD电池之间的差异的原因。将HW-buffer应用到PECVDhphP电池中，我们在11(A)/s的RD下获得了10.3％的转换效率，据我们所知，这是迄今为止报道过的单结微晶硅p-i-n结构电池的最高效率，而且我们也获得了具有世界纪录效率(8.9％)的单结微晶硅电池组件。 论文作者在完成博士论文工作期间发表了5篇SCI索引文章(其中两篇影响因子为4.308)，并且得到他人的多次引用。