熱絲輔助MWECR CVD制備高質(zhì)量硅基薄膜的工藝研究.pdf

1、太陽能是一種清潔的可再生能源，充分開發(fā)利用太陽能已經(jīng)成為世界各國政府可持續(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、低成本與長壽命等優(yōu)點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，我們小組在原有MWECRCVD系統(tǒng)的基礎上進行了必要的改進，設計研制出新型熱絲輔助MWECRCVD沉積系統(tǒng)。分析實驗結(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光譜技術和Raman散射譜技術對硅基薄膜的結(jié)構(gòu)特性進行了

3、測試和分析；利用紫外-可見光光譜分析方法以及直流電導檢測技術對薄膜的光電性能進行了測試和分析工作；并且通過測試分析對薄膜的氫含量(CH)、光學帶隙(Eopt)以及晶化率(Xc)進行了計算。 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、熱絲溫度、襯底溫度以及磁場形貌變化的關系；而且使用熱絲輔助MWECRCVD系統(tǒng)通過高氫稀釋以及層間生長(

4、LBL)技術直接制備了μc-Si：H薄膜，同時我們利用傳統(tǒng)的熱退火技術實現(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的薄膜生長機制。a-Si：H薄膜的沉積過程主要分為三步：(1)活性基團在等離子體中產(chǎn)生；(2)活性基團(主要為SiH3)與薄膜表面發(fā)生交互作用；(3)活性基團與表面層結(jié)合轉(zhuǎn)化，完成沉積過程。在薄膜生長的活性等離子體氣氛中存在著大量充足的