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1、太陽(yáng)能是一種清潔的可再生能源,充分開發(fā)利用太陽(yáng)能已經(jīng)成為世界各國(guó)政府可持續(xù)發(fā)展的能源戰(zhàn)略決策。氫化非晶硅(a-Si:H)薄膜是硅基薄膜太陽(yáng)電池的核心材料。與a-Si:H薄膜相比氫化微晶硅(μc-Si:H)薄膜具有更高的載流子遷移率以及更好的光電穩(wěn)定性,因其潛在的高效率、低成本與長(zhǎng)壽命等優(yōu)點(diǎn)使之成為一種非常重要的光伏材料,越來越受到人們的重視。a-Si:H薄膜以及μc-Si:H薄膜具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特征和光電特性。 鑒于MWECRCV
2、D和HWCVD制備a-Si:H薄膜的特點(diǎn),我們小組在原有MWECRCVD系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了必要的改進(jìn),設(shè)計(jì)研制出新型熱絲輔助MWECRCVD沉積系統(tǒng)。分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),采用熱絲輔助MWECRCVD沉積系統(tǒng)制備出了高質(zhì)量的a-Si:H薄膜樣品,不僅提高了薄膜的穩(wěn)定性,同時(shí)也提高了沉積速率,并且樣品的均勻性也得到了提高,而且通過調(diào)整工藝參數(shù)還可以制備μc-Si:H薄膜。我們利用FTIR光譜技術(shù)和Raman散射譜技術(shù)對(duì)硅基薄膜的結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行了
3、測(cè)試和分析;利用紫外-可見光光譜分析方法以及直流電導(dǎo)檢測(cè)技術(shù)對(duì)薄膜的光電性能進(jìn)行了測(cè)試和分析工作;并且通過測(cè)試分析對(duì)薄膜的氫含量(CH)、光學(xué)帶隙(Eopt)以及晶化率(Xc)進(jìn)行了計(jì)算。 我們利用熱絲輔助MWECRCVD系統(tǒng)制備了a-Si:H薄膜,并著重研究了a-Si:H薄膜的特性和沉積速率隨H2/SiH4稀釋比、沉積壓強(qiáng)、熱絲溫度、襯底溫度以及磁場(chǎng)形貌變化的關(guān)系;而且使用熱絲輔助MWECRCVD系統(tǒng)通過高氫稀釋以及層間生長(zhǎng)(
4、LBL)技術(shù)直接制備了μc-Si:H薄膜,同時(shí)我們利用傳統(tǒng)的熱退火技術(shù)實(shí)現(xiàn)a-Si:H薄膜向μc-Si:H薄膜的轉(zhuǎn)變。 為了獲得高質(zhì)量的a-Si:H薄膜,我們研究了與其結(jié)構(gòu)變化以及缺陷形成息息相關(guān)的薄膜生長(zhǎng)機(jī)制。a-Si:H薄膜的沉積過程主要分為三步:(1)活性基團(tuán)在等離子體中產(chǎn)生;(2)活性基團(tuán)(主要為SiH3)與薄膜表面發(fā)生交互作用;(3)活性基團(tuán)與表面層結(jié)合轉(zhuǎn)化,完成沉積過程。在薄膜生長(zhǎng)的活性等離子體氣氛中存在著大量充足的
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