PECVD法制備P型非晶硅薄膜及多晶硅薄膜.pdf_第1頁(yè)
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1、硅薄膜太陽(yáng)能電池相對(duì)于單晶硅和多晶硅太陽(yáng)能電池而言,具有所消耗硅材料少,成本低的特點(diǎn),尤其是廉價(jià)襯底的引入,使硅基薄膜太陽(yáng)能電池在成本控制方面具有更強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池是目前光伏市場(chǎng)研究熱點(diǎn),多晶硅薄膜以其優(yōu)異的光電性能和較低的制備成本在能源信息工業(yè)中,日益成為一種非常重要的電子材料,被廣泛應(yīng)用于大規(guī)模集成電路和半導(dǎo)體分立器件。高效、穩(wěn)定、廉價(jià)的多晶硅薄膜太陽(yáng)電池有可能替代非晶硅薄膜太陽(yáng)電池成為新一代無(wú)污染民用太陽(yáng)能電池

2、。 采用等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)技術(shù),在普通玻璃襯底上以SiH4和B2H6為氣源制備出均勻的硼摻雜P型非晶硅薄膜,利用NKD系統(tǒng)、X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)等手段系統(tǒng)研究了不同反應(yīng)氣體濃度、輝光功率和襯底溫度對(duì)制備硅薄膜沉積速率和光電特性的影響,并從機(jī)理層面給出了解釋。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,射頻功率增加時(shí),非晶硅薄膜沉積速率增加;硼的摻入對(duì)薄膜的生長(zhǎng)速率有影響,當(dāng)硼烷濃度達(dá)到1.0%時(shí),薄膜的生長(zhǎng)速率最大

3、,達(dá)到3.3nm/min;隨著襯底溫度的升高,非晶硅薄膜的生長(zhǎng)速率增大。摻硼的P型非晶硅薄膜較本征非晶硅薄膜的光吸收系數(shù)下降一個(gè)數(shù)量級(jí),光學(xué)禁帶寬度約1.60eV左右,電導(dǎo)率約為10-3S/cm;以SiH4、B2H6和CH4混合氣體為氣源制備P型a-SiC:H窗口層材料,薄膜光學(xué)帶隙達(dá)到2.0eV左右,電導(dǎo)率為10-5S/cm。 采用等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積PECVD法,在玻璃襯底上以SiCl4/H2為反應(yīng)氣體在低溫條件下制備出多

4、晶硅薄膜。利用NKD系統(tǒng)、掃描電子顯微鏡(SEM)、拉曼光譜(Raman)等手段系統(tǒng)研究了不同反應(yīng)功率、反應(yīng)壓力、氣體流量、基片溫度等工藝條件下制備多晶硅薄膜的晶化與光學(xué)性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在適當(dāng)大小沉積功率(100W)、適當(dāng)SiCl4反應(yīng)濃度(35%)以及適當(dāng)反應(yīng)壓強(qiáng)(80Pa)條件下制備的多晶硅薄膜具有較好晶化程度,且晶化程度隨反應(yīng)溫度上升而提高。此外,適當(dāng)減小反應(yīng)氣體量與反應(yīng)室容積比例,可以使薄膜晶化率有所提高,且在沉積功率較大時(shí)

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