原子層沉積AlOx薄膜的生長條件對單晶硅表面鈍化效果的研究.pdf

1、太陽能是最有價值的清潔能源之一，太陽電池作為太陽能應(yīng)用的最有效途徑，一直備受各界關(guān)注。目前，單晶硅(c-Si)太陽電池由于其較高的轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)成為工業(yè)主流。有效的降低生產(chǎn)成本使太陽電池薄片化成為發(fā)展的必然趨勢，提高轉(zhuǎn)換效率也更是當(dāng)務(wù)之急，這時鈍化技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。即通過在硅太陽電池表面沉積薄膜或利用化學(xué)反應(yīng)等鈍化方法降少載流子的復(fù)合情況，增加太陽電池的短路電流和開路電壓，進(jìn)而達(dá)到提高太陽電池光電轉(zhuǎn)換效率的目的。原子層沉積(Atomic La

2、yer Deposition，ALD)技術(shù)因生長的AlOx薄膜均勻且致密等優(yōu)點(diǎn)被廣泛研究。然而對于原材料c-Si表面的系統(tǒng)鈍化研究仍需進(jìn)一步系統(tǒng)的研究，本實(shí)驗(yàn)就是利用ALD法在p型制絨c-Si表面生長AlOx薄膜，通過改變生長條件對AlOx薄膜鈍化效果的影響進(jìn)行研究，并探究了ALD技術(shù)AlOx薄膜的鈍化及減反射行為，具體研究內(nèi)容如下:
　　(1)利用ALD法在制絨c-Si表面沉積AlOx薄膜，通過改變沉積過程中襯底的生長溫度(t)

3、，研究ALD法生長AlOx薄膜中襯底生長溫度對c-Si表面鈍化效果的影響。利用準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)光電導(dǎo)(QSSPC)技術(shù)對樣品進(jìn)行表征，實(shí)驗(yàn)表明當(dāng)T=250℃時，樣品的少子壽命達(dá)到最大值(32.4μs)。隨后，又對最高壽命的樣品和原始樣品進(jìn)行電容-電壓(C-V)的測試，測試曲線存在電壓的正向移動，即表面AlOx薄膜中確實(shí)存在固定負(fù)電荷。
　　(2)利用ALD在相同樣品表面生長不同厚度的AlOx薄膜，固定沉積溫度T=250℃通過改變生長周期控制

4、AlOx薄膜的厚度，并對鈍化和退火后的樣品進(jìn)行光學(xué)和電學(xué)測試。利用場發(fā)射掃描電鏡(FESEM)對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行表面形貌表征，并對實(shí)驗(yàn)樣品進(jìn)行反射率的測試，我們發(fā)現(xiàn)隨著AlOx鈍化膜厚度的增加其反射率從10.12％降低到0.96％。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明AlOx薄膜不僅有較好的鈍化效果，還有降低減反射率的作用。同時，我們又對不同薄膜厚度的樣品進(jìn)行了少子有效壽命(τeff)的測量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著AlOx薄膜厚度的增加少子壽命從9.75μs增加到112.2μ