太陽(yáng)能電池用多晶硅薄膜的制備與表征.pdf

1、國(guó)內(nèi)圖書(shū)分類(lèi)號(hào)：TN304.055學(xué)校代碼：10213國(guó)際圖書(shū)分類(lèi)號(hào)：621.315密級(jí)：公開(kāi)工學(xué)碩士學(xué)位論文工學(xué)碩士學(xué)位論文太陽(yáng)能電池用多晶硅薄膜的制備與表征碩士研究生：袁媛導(dǎo)師：李美成教授申請(qǐng)學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科：材料物理與化學(xué)所在單位：材料科學(xué)與工程學(xué)院答辯日期：2009年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文I摘要在環(huán)境與能源危機(jī)的今天，太陽(yáng)能電池作為綠色環(huán)保能源深入人心。多晶硅薄膜太陽(yáng)電池同時(shí)兼具晶體硅電

2、池和非晶硅電池的優(yōu)點(diǎn)于一身，即將成為未來(lái)最具發(fā)展前景的太陽(yáng)能電池之一。本課題分別采用LPCVD方法和PECVD方法生長(zhǎng)了微晶硅和非晶硅薄膜，并引入固相晶化法制備出高質(zhì)量的多晶硅薄膜。通過(guò)激光拉曼光譜、X射線衍射儀以及掃描電鏡的測(cè)試手段，系統(tǒng)的研究了退火溫度、摻雜濃度、沉積溫度等工藝參數(shù)的變化對(duì)多晶硅薄膜結(jié)晶狀態(tài)、表面形貌及電學(xué)性能的影響規(guī)律。LPCVD和PECVD生長(zhǎng)的微晶非晶硅薄膜在相同的熱處理?xiàng)l件下制備出多晶硅薄膜差別很大。前者制備

3、的薄膜晶粒尺寸小，表面平滑光亮，存在由于設(shè)備及實(shí)驗(yàn)條件等原因引起的多種缺陷；后者制備的多晶硅薄膜晶粒尺寸大、表面粗糙不平，存在明顯的晶粒間界和少量的表面缺陷。退火可以引起多晶硅薄膜結(jié)晶狀態(tài)、雜質(zhì)分布及薄膜電性能等諸多性質(zhì)的變化。退火溫度升高，薄膜晶化率提高，使薄膜結(jié)晶更加完全；其晶粒尺寸隨著退火溫度升高先增大后減小。且由于退火溫度升高引起n型摻雜多晶硅薄膜中的SiP鍵數(shù)目增多，降低了晶界勢(shì)壘，薄膜的電阻率減小。離子注入后的雜質(zhì)在多晶硅薄

4、膜內(nèi)呈現(xiàn)高斯分布，退火的溫度升高后，雜質(zhì)離子能越過(guò)晶界勢(shì)壘向薄膜內(nèi)部均勻擴(kuò)散，最終由于退火溫度過(guò)高使部分雜質(zhì)穿過(guò)阻擋層而進(jìn)入了襯底層，薄膜內(nèi)雜質(zhì)濃度降低。摻雜可以使多晶硅薄膜晶化率提高，薄膜晶粒尺寸增大。然而，摻雜濃度過(guò)高或不均勻會(huì)導(dǎo)致薄膜表面缺陷的增多。在相同退火條件下，薄膜的晶粒大小隨著摻雜濃度的升高而減?。挥捎赟iP鍵隨著摻雜濃度升高而增多，載流子數(shù)目增加，薄膜的方塊電阻值也隨之減小。關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能電池；多晶硅薄膜；低壓化學(xué)氣相沉