VHF-PECVD制备微晶硅材料及电池

采用VHF-PECVD技术制备了不同功率系列的微晶硅薄膜和电池,测试结果表明:制备的适用于微晶硅电池的有源层材料的暗电导和光敏性都在电池要求的参数范围内.低功率或高功率条件下,电池从n和p方向的喇曼测试结果是不同的,在晶化率方面材料和电池也有很大的差别,把相应的材料应用于电池上时,这一点很重要.采用VHF-PECVD技术制备的微晶硅电池效率为5%,Voc=0.45V,Jsc=22mA/cm2,FF=50%,Area=0.253cm2.     

VHF-PECVD制备微晶硅材料及电池

采用VHF-PECVD技术制备了不同功率系列的微晶硅薄膜和电池,测试结果表明：制备的适用于微晶硅电池的有源层材料的暗电导和光敏性都在电池要求的参数范围内．低功率或高功率条件下,电池从n和p方向的喇曼测试结果是不同的,在晶化率方面材料和电池也有很大的差别,把相应的材料应用于电池上时,这一点很重要．采用VHFPECVD技术制备的微晶硅电池效率为5%,Voc=0.45V,Jsc=22mA/cm2,FF=50%,Area=0.253cm2．     

非晶硅薄膜激光晶化及其结构分析

以射频(频率为13.6MHz)磁控溅射系统制备的非晶硅薄膜为前驱物,采用激光晶化技术实现从非晶硅薄膜到纳米晶硅薄膜的相变过程。采用拉曼光谱仪和高分辨透射电镜对激光晶化薄膜的组织结构进行了研究。结果表明:薄膜由非晶硅结构转变为微晶硅结构,微晶硅晶粒尺寸在纳米级。激光晶化存在一个最佳工艺参数,功率太高或太低都不利于晶化。     

掺磷硅薄膜的微结构及电特性研究

采用喇曼散射谱、扫描电子显微镜(SEM)和X-射线衍射(XRD)对掺磷硅薄膜的微结构进行了分析,并对掺杂前后薄膜的暗电导进行了测试,结果表明:掺磷后导致薄膜的非晶化。与本征氢化微硅晶(μc-Si:H)薄膜相比,掺杂后薄膜暗电导率略有降低,但降低的程度与具体的沉积条件有关。另外掺杂薄膜易进行快速光热退火晶化。     

Jet-ICPCVD法制备微晶硅薄膜及其微结构特征研究

Microcrystalline silicon films were deposited at a high rate and low temperature using jet-type inductively coupled plasma chemical vapor deposition(jet-ICPCVD).An investigation into the deposition rate and microstructure properties of the deposited films showed that a high deposition rate of over 20 nm/s can be achieved while maintaining reasonable material quality.The deposition rate can be controlled by regulating the generation rate and transport of film growth precursors.The film with high crystalli...     

VHF-PECVD低温高速生长的硅薄膜材料特性研究

采用甚高频等离子体增强化学气相沉积(VHF-PECVD)方法,在保持其它参量不变的条件下,通过改变SiH,浓度(SC)成功地制备了一系列Si基薄膜样品。对材料特性的测试结果表明,同射频PECVD相比VHF-PECVD技术提高了薄膜的沉积速率．并且SC大相应的沉积速率也大;微区Raman谱测试计算结果表明,样品的晶化率(Xo)随SC、的逐渐增大而减小;X射线衍射(XRE))测试结果计算显示．样品的晶粒尺寸在20～30nm之间原子力显微镜(AFM)和微区Raman谱测试分析结果一致表明,过渡区在SC、在6％～8％之间;激活能测试结果表明,制备出接近本征的微晶Si材料。     

VHF-PECVD法氢化微晶硅薄膜的低温制备

采用VHF-PECVD方法,以高氢稀释的硅烷为反应气体,低温条件下成功地制备了系列μc-Si∶H薄膜.对薄膜的厚度测量表明:增大激发频率和反应气压能有效提高沉积速率;随着等离子体功率密度的增大,沉积速率呈现出先增后减的变化.薄膜的Raman光谱、XRD及TEM等测试结果表明:提高衬底温度或减小硅烷浓度,可增大薄膜的结晶度和平均晶粒尺寸;等离子体激发频率的增大只影响薄膜的结晶度,并使结晶度出现极大值;薄膜中存在 (111)、(220)和(311)三个择优结晶取向,且各结晶取向的平均晶粒尺寸不同.     

硅烷浓度对本征微晶硅材料的影响

利用甚高频等离子体增强化学气相沉积技术沉积微晶硅材料.随硅烷浓度的降低,材料晶化率增加,材料的光学带隙在1.5～1.65eV之间,材料的电导率先增加后减小.采用光发射谱测量技术对辉光进行在线测量,研究沉积条件对VHF等离子体和微晶硅材料特性的影响.实验表明,等离子中的SiH 和H α对微晶硅材料特性有重要的影响,硅烷浓度为2%～4%时,等离子体中H α/SiH 的比值处于0.6～0.9,可以得到晶化率在40%～55%的微晶硅材料.     

硅烷浓度对本征微晶硅材料的影响

利用甚高频等离子体增强化学气相沉积技术沉积微晶硅材料.随硅烷浓度的降低,材料晶化率增加,材料的光学带隙在1.5～1.65eV之间,材料的电导率先增加后减小.采用光发射谱测量技术对辉光进行在线测量,研究沉积条件对VHF等离子体和微晶硅材料特性的影响.实验表明,等离子中的SiH*和H*α对微晶硅材料特性有重要的影响,硅烷浓度为2%～4%时,等离子体中H*α/SiH*的比值处于0.6～0.9,可以得到晶化率在40%～55%的微晶硅材料.     

VHF-PECVD法氢化微晶硅薄膜的低温制备

采用VHF-PECVD方法,以高氢稀释的硅烷为反应气体,低温条件下成功地制备了系列μc-Si∶H薄膜.对薄膜的厚度测量表明:增大激发频率和反应气压能有效提高沉积速率;随着等离子体功率密度的增大,沉积速率呈现出先增后减的变化.薄膜的Raman光谱、XRD及TEM等测试结果表明:提高衬底温度或减小硅烷浓度,可增大薄膜的结晶度和平均晶粒尺寸;等离子体激发频率的增大只影响薄膜的结晶度,并使结晶度出现极大值;薄膜中存在 (111)、(220)和(311)三个择优结晶取向,且各结晶取向的平均晶粒尺寸不同.     

弱硼掺杂补偿对氢化微晶硅薄膜制备与特性的影响

研究了弱硼掺杂补偿对甚高频等离子体增强化学气相沉积方法生长氢化微晶硅薄膜（μc-Si∶H）及材料特性的影响.实验发现,随着弱硼补偿剂量的增大,μc-Si∶H薄膜的沉积速率先减小后增加,变化范围约为0.7～0.8nm/s.相比较而言,材料的结晶度以及晶粒的平均颗粒尺寸则呈现出先增后减的变化,且变化的幅度较大,当弱硼补偿剂量大于2.5ppm时,过度的弱硼补偿将导致μc-Si∶H薄膜的结晶状况恶化.此外,光敏性、暗电导及电导激活能的测量结果进一步表明,弱硼补偿显著影响μc-Si∶H薄膜的光电特性,弱硼补偿剂量为2.5ppm左右时,材料的光电特性最为理想.因此,优化弱硼补偿剂量是获得器件级质量μc-Si∶H材料的有效途径.     

VHF-PECVD制备不同衬底温度微晶硅薄膜结构研究

采用微区拉曼散射、傅立叶变换红外吸收和光热偏转谱对VHF-PECVD制备的不同衬底温度硅薄膜进行了微结构分析.结果表明:随衬底温度的升高,薄膜逐渐由非晶向微晶过渡,晶化率(Xc)逐渐增大,样品中的氢含量逐渐降低.在200~250℃条件下制备的微晶硅薄膜具有低的缺陷密度.通过优化工艺条件制备出了效率达7.1%的单结微晶硅太阳电池,电池厚度仅为1.2μm,且没有ZnO背反射电极.     

PECVD制备非晶硅薄膜的均匀性控制方法研究

针对用于制备非晶硅薄膜的PECVD设备反应室的流体场进行了模拟仿真,并实验制备了相对应条件下的非晶硅薄膜,利用台阶仪完成了对薄膜厚度的测量,对比仿真结果,发现薄膜的厚度分布情况与基片表面附近的气流分布情况密切相关,获得均匀性优于2.5％非晶硅薄膜.     

本征微晶硅薄膜的结构演变及其对太阳电池光伏性能的影响

采用高压射频等离子体增强化学气相沉积（RF-PECVD）方法制备本征硅薄膜和n-i-p结构太阳电池,研究了氢稀释率对本征硅薄膜的电学特性和结构特性的影响. 采用光发射谱（OES）和喇曼（Raman）散射光谱研究了处于过渡区的本征硅薄膜的纵向结构演变过程. 结果表明：光发射谱和喇曼散射光谱可以作为研究硅薄膜的纵向结构演变有效手段. 随着氢稀释率的增加,硅薄膜从非晶相向微晶相过渡时,其纵向结构的改变会严重影响硅薄膜太阳电池的光伏性能.     

本征微晶硅薄膜的结构演变及其对太阳电池光伏性能的影响

采用高压射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)方法制备本征硅薄膜和n-i-P结构太阳电池,研究了氢稀释率对本征硅薄膜的电学特性和结构特性的影响.采用光发射谱(OES)和喇曼(Raman)散射光谱研究了处于过渡区的本征硅薄膜的纵向结构演变过程.结果表明:光发射谱和喇曼散射光谱可以作为研究硅薄膜的纵向结构演变有效手段.随着氢稀释率的增加,硅薄膜从非晶相向微晶相过渡时,其纵向结构的改变会严重影响硅薄膜太阳电池的光伏性能.     

微晶硅薄膜太阳电池中孵化层研究

对甚高频等离子体增强化学气相沉积技术制备的微晶硅薄膜太阳电池进行了研究.喇曼测试结果显示:微晶硅薄膜太阳电池在p/i界面存在着一定的非晶孵化层.孵化层的厚度随硅烷浓度的增加或辉光功率的降低而增大.可以通过适当的硅烷浓度或适当的辉光功率来降低孵化层的厚度.