納米非晶硅薄膜光電性能與微觀結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、本論文以熱絲化學(xué)氣相沉積(HWCVD)法制備含有納米顆粒的非晶硅薄膜為實驗樣品，以分析研究硅薄膜微觀結(jié)構(gòu)與宏觀光電性能之間的聯(lián)系為目標(biāo)，對硅薄膜的光電性能進行了表征，并從微觀結(jié)構(gòu)角度對宏觀性能進行了分析研究。利用表面光電壓(SPS)測試儀、四探針方塊電阻測試儀、多功能物理參數(shù)測試儀(PPMS)、紫外-可見光反射光譜測試儀等分析了硅薄膜的光電壓譜、光電流譜以及方塊電阻、載流子濃度和紫外-可見光反射光譜等并與兩年前的測試結(jié)果進行比較，分析了

2、研究硅薄膜光電性能和穩(wěn)定性；采用掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、Raman散射光譜測試儀等分析方法研究了硅薄膜的表面形貌、截面形貌、截面高分辨像以及Raman散射譜，并理論計算了樣品的晶態(tài)體積比，晶粒尺寸以及光電轉(zhuǎn)換效率。
　　研究結(jié)果表明，硅薄膜的光電性能相對于單晶硅襯底具有較大幅度的提高，并具有較好的穩(wěn)定性。鍍膜后樣品的表面形貌得到了改善，有利于降低樣品對光的反射率。高分辨透射電子顯微鏡(HRTEM)分析表

3、明硅薄膜微觀結(jié)構(gòu)為含有納米顆粒的非晶硅，其顆粒尺寸為數(shù)納米；硅薄膜由表面到襯底方向晶相顆粒逐漸增多，顆粒尺寸逐漸增大，呈現(xiàn)連續(xù)的變化趨勢。硅薄膜晶態(tài)體積比約為15.4％，晶粒尺寸約為11nm。通過I-V曲線和光電流譜對比實驗得出，鍍膜后的樣品在300nm-800nm范圍內(nèi)樣品的光電轉(zhuǎn)換效率約為17.9%，比單晶硅襯底原片的提高8.2%。硅薄膜中納米顆粒的存在由于量子效應(yīng)等提高了樣品的載流子濃度，載流子濃度的提高是材料表現(xiàn)出各種優(yōu)異的宏觀