硅氫薄膜RF磁控濺射法制備工藝及結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、環(huán)境污染和能源危機(jī)是現(xiàn)代社會面臨的嚴(yán)峻問題，開發(fā)利用可再生的清潔能源成為全人類急需解決的課題，太陽能電池是一種將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的半導(dǎo)體器件。目前產(chǎn)業(yè)化的太陽能電池主要是硅系列太陽能電池，為降低成本和提高轉(zhuǎn)換效率，硅太陽能電池走向薄膜化，而硅氫薄膜在硅薄膜太陽能電池材料中有著重要地位。 本文用射頻磁控濺射法在中純單晶硅基底上制備硅氫薄膜，應(yīng)用激光喇曼（Raman）譜和（或）X射線衍射儀（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）、干涉顯

2、微鏡等儀器對薄膜進(jìn)行表征，研究了不同濺射工藝參數(shù)對硅氫薄膜沉積速率與結(jié)構(gòu)的影響，并在此基礎(chǔ)上制備硅氫薄膜太陽能電池。 實驗結(jié)果表明：硅薄膜沉積速率隨射頻濺射功率的提高而增加，兩者間存在線性關(guān)系，在70W-450W范圍，其關(guān)系可用公式v=1.47×104W表示；隨著氫氣分壓的提高，硅氫薄膜沉積速率減小，當(dāng)氫氣分壓從0％增加到75％時，硅薄膜沉積速率從0.096μm/min下降到0.028μm/min：隨著氣壓的增加，沉積速率先增加

3、后減小，當(dāng)濺射氣壓為2.8pa左右時，沉積速率達(dá)到最大值為0.05864μm/min。 在摻入氫氣時，RF濺射法制備出的硅氫薄膜為致密的顆粒膜，大顆粒由尺寸更為細(xì)小的納米級晶粒構(gòu)成，拉曼譜分析結(jié)果表明，該顆粒薄膜為非晶態(tài)結(jié)構(gòu)；在100-400W射頻功率范圍內(nèi)，晶粒平均直徑隨著濺射功率的提高而增大，在功率為400W時，晶粒直徑達(dá)到104 nm；在同一功率下，隨著氫氣分壓的增加，晶粒平均直徑先增加后減小，在氫氣分壓為50％時達(dá)到最大