nc-Si-H薄膜磁控濺射法制備與性能研究.pdf

1、近年來,人們發(fā)現(xiàn)氫化納米硅(nc-Si:H)薄膜具有卓越的光學(xué)和電子學(xué)特性,在光電器件方面能大有作為,從而激發(fā)了研究納米晶硅薄膜生長(zhǎng)的興趣。納米硅薄膜是一種新型納米晶-非晶兩相混合材料,它不僅具有非晶硅材料的高光吸收性和光敏性,和比非晶硅更寬的光學(xué)帶隙,并能有效克服非晶硅的光致衰退效應(yīng),從而使其成為取代非晶硅的較理想的新型太陽能電池材料。因此,該材料的研究也備受人們關(guān)注。圍繞上述研究方向,本論文主要進(jìn)行了如下幾方面的工作:
　　首

2、先,采用射頻磁控濺射的方法研究了nc-Si:H薄膜的制備工藝,在玻璃和單晶硅襯底上分別制備出高質(zhì)量的nc-Si:H薄膜,并且對(duì)nc-Si:H薄膜的結(jié)構(gòu)特性,光電特性以及電導(dǎo)機(jī)制進(jìn)行了一定的理論分析。同時(shí),我們利用X射線衍射分析(XRD),掃描電子顯微技術(shù)(SEM),原子力顯微技術(shù)(AFM)、傅立葉紅外吸收光譜(FTIR),紫外吸收光譜(UV-vis)等手段分析了樣品的微觀形貌,納米晶粒尺寸大小,硅氫鍵合情況以及薄膜的光學(xué)帶隙,討論了各種

3、工藝參數(shù)(襯底溫度,氣體壓強(qiáng)、氫氣濃度、襯底材料和靶材等)對(duì)nc-Si:H薄膜結(jié)構(gòu)和性能的影響,并總結(jié)出獲得適合太陽電池用的高質(zhì)量寬帶隙nc-Si:H的初步工藝條件。
　　其次,采用AFORS-HET數(shù)值仿真軟件對(duì)nc-Si:H/c-Si異質(zhì)結(jié)太陽電池進(jìn)行了建模和仿真,研究了不同發(fā)射層厚度、摻雜濃主度、本征層厚度以及不同界面態(tài)密度對(duì)納米硅異質(zhì)結(jié)太陽電池對(duì)性能的影響。仿真結(jié)果表明:要獲得高效率的nc-Si:H/c-Si異質(zhì)結(jié)太陽電池