太陽能電池用多晶硅薄膜的制備與表征.pdf

1、國內(nèi)圖書分類號：TN304.055學(xué)校代碼：10213國際圖書分類號：621.315密級：公開工學(xué)碩士學(xué)位論文工學(xué)碩士學(xué)位論文太陽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)境與能源危機的今天，太陽能電池作為綠色環(huán)保能源深入人心。多晶硅薄膜太陽電池同時兼具晶體硅電

2、池和非晶硅電池的優(yōu)點于一身，即將成為未來最具發(fā)展前景的太陽能電池之一。本課題分別采用LPCVD方法和PECVD方法生長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。通過激光拉曼光譜、X射線衍射儀以及掃描電鏡的測試手段，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生長的微晶非晶硅薄膜在相同的熱處理條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)備及實驗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)離子能越過晶界勢壘向薄膜內(nèi)部均勻擴散，最終由于退火溫度過高使部分雜質(zhì)穿過阻擋層而進入了襯底層，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，摻雜濃度過高或不均勻會導(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??；由于SiP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：太陽能電池；多晶硅薄膜；低壓化學(xué)氣相沉