太陽電池用SiN-(Si-Ge)-,x-薄膜的制備及性能研究.pdf

1、本文在全面總結(jié)目前太陽電池材料的研究現(xiàn)狀和其未來發(fā)展趨勢的基礎(chǔ)上，用超高真空磁控濺射儀制備了SiN/(Si/Ge)x薄膜，并用XRD、SEM、UV-VIS、FTIR、Raman、PL等分析手段研究了薄膜的相結(jié)構(gòu)、微觀組織特征及其光性能。 首先探討了襯底溫度，濺射功率，反應(yīng)氣壓，N2/Ar氣體流量比對SiN薄膜的厚度、密度、微觀組織結(jié)構(gòu)和光性能的影響規(guī)律，確定出薄膜相對最佳工藝參數(shù)。在試驗(yàn)所研究的范圍內(nèi)，沉積氮化硅薄膜的最佳工藝參

2、數(shù)為：襯底溫度為450℃，濺射功率為100W，反應(yīng)氣壓為0.5Pa，N2/Ar氣體流量比為6/16，且在此條件下制備得到薄膜的光學(xué)帶隙值為4.62eV，接近于理想配比的Si3N4薄膜的帶隙值4.6eV。在濺射態(tài)的條件下，SiN薄膜主要是非晶結(jié)構(gòu)，經(jīng)計(jì)算得出本試驗(yàn)制備的SiN薄膜的氫含量較少，約為3~5 at％。 其次根據(jù)能帶理論和光吸收原理，結(jié)合氣氛熱處理工藝制備出“非晶-多晶/納米晶”結(jié)構(gòu)的a-Si/a-Ge/(Si/Ge)

3、3薄膜，研究了薄膜的表面、界面、微觀組織結(jié)構(gòu)、結(jié)晶特性、光吸收性能以及光致發(fā)光特性，結(jié)果表明薄膜具有寬吸收帶、高發(fā)光強(qiáng)度和低缺陷復(fù)合中心密度，且在a-Si/a-Ge/(Si/Ge)3結(jié)構(gòu)中，Ge納米晶已經(jīng)具備了直接帶隙材料的特征。 最后，討論了SiN薄膜對a-Si/a-Ge/(Si/Ge)3結(jié)構(gòu)薄膜的光性能的改善。在a-Si/a-Ge/(Si/Ge)3結(jié)構(gòu)薄膜上沉積SiN薄膜后，多層膜的光吸收性能明顯改善，反射率極大地下降，且S