PECVD淀积氮化硅薄膜性质研究

使用等离子体增强化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD)在P型硅片上沉积了氮化硅(SiNx)薄膜，使用薄膜测试仪观察了薄膜的厚度、折射率和反射光谱，利用扫描电子显微镜(SEM)，原子力显微镜(AFM)观察了截面和表面形貌，使用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)和能谱仪(EDX)分析了薄膜的化学结构和成分。最后，考察了薄膜在经过快速热处理过程后的热稳定性，并利用霍尔参数测试仪(Hall)比较了薄膜沉积前后载流子迁移率的变化。     

氮化硅薄膜对硅片背表面的钝化作用

采用等离子体增强化学沉积的方法(PECVD),在低衬体温度下制备不同厚度的双面氮化硅薄膜,通过准稳态电导法(QSSPCD)测试non-diffused和diffused硅片沉积不同厚度双面氮化硅薄膜烧结前后的少子寿命,研究发现,氮化硅薄膜厚度在17 nm左右的时候,背面钝化效果有所下降,超过26 nm的时候,效果基本一致.non-diffused烧结后的少子寿命下降很大,而diffused与之相反.结果表明,采用氮化硅作为背面钝化介质膜,可以改善材料的少子寿命,背面钝化膜可以选择在26～75 nm之间.     

氮化硅薄膜的性能研究以及在多晶硅太阳电池上的应用

利用椭圆偏振仪、准稳态光电导衰减法(QSSPCD)、X射线光电子能谱(XPS)、红外吸收光谱(IR)、反射谱等手段，研究了不同硅烷和氨气配比条件以及沉积温度对在多晶硅太阳电池上所沉积的氮化硅薄膜性能的影响，优化了沉积条件。通过比较沉积前后电池的各项性能，确认经氮化硅钝化后电池效率提高了40％以上，电池的短路电流也提高了30％以上，对于电池的开路电压提高也很大.     

PECVD沉积氮化硅膜的工艺研究

采用等离子体增强型化学气相沉积（PECVD）法在晶体硅太阳电池表面镀上一层氮化硅减反射膜,通过数值分析和实验研究的方法讨论了压强、SiH₄/NH₃比、总气体流量及时间等工艺参数对镀膜速率、折射率和镀膜均匀性及钝化效果的影响。在温度为450℃、NH₃/SiH₄=8:1、总气体流量为4320sccm、压力为170Pa、沉积时间为720s的条件下生长出平均膜厚为75nm、折射率为2.05、少子寿命相对较高的氮化硅膜,且应用于单晶整舟为168片的管式PECVD设备,片间膜厚级差在5nm以内,而折射率级差在0.3以内,少子寿命可提高约30%。     

本征氢化非晶硅薄膜厚度对其钝化性能和HIT太阳电池电性能的影响

以异质结(HIT)太阳电池的本征氢化非晶硅薄膜为研究对象,该HIT太阳电池采用n型硅片作为晶硅衬底,其n型电子传输层(下文简称为“n面”)为入光侧,p型空穴传输层(下文简称为“p面”)为背光侧。首先研究了n面和p面本征氢化非晶硅薄膜的厚度对膜层钝化性能和光透过率的影响,然后进一步研究了n面和p面本征氢化非晶硅薄膜不同厚度匹配设计对HIT太阳电池电性能的影响,并选出了最优厚度匹配方案。研究结果表明：1) n面本征氢化非晶硅薄膜的厚度越薄,n面非晶硅膜层的光透过率越高,但钝化效果会变差;当厚度达到5 nm时,硅片的少子寿命趋于稳定。2)在n面本征氢化非晶硅薄膜厚度一定的情况下,随着p面本征氢化非晶硅薄膜的厚度变厚,硅片的少子寿命先快速增加,当厚度达到9 nm时,硅片的少子寿命趋于稳定;当厚度大于9 nm时,制备的HIT太阳电池的短路电流和填充因子均下降,表明其串联电阻增大,导致光电转换效率降低。3)当n面和p面本征氢化非晶硅薄膜的厚度分别为5、9 nm时,n面的钝化效果和光透过率匹配较好,p面的钝化效果和电阻率匹配最优,即为最优厚度匹配方案;此方案制备得到的HIT太阳电池的光电转换效率达到...     

热处理对氮化硅薄膜光学和电学性能的影响

使用PECVD在单晶硅硅片表面沉积了非晶氮化硅(a-SiNx∶H)薄膜,采用传统的退火炉和快速热退火炉进行了不同时间和温度下的退火比较,并研究了退火对薄膜光学性能以及材料少子寿命的影响。研究发现:氮化硅薄膜经热处理后厚度降低,折射率先升高后降低;沉积氮化硅薄膜后400℃退火可以促进氢扩散,提高少子寿命,超过400℃后氢开始逸失,衬底少子寿命急剧下降。另外,还发现RTP处理过程中氢的逸失比常规热处理快。     

PECVD工艺制备的背面氮化硅薄膜对双面单晶硅太阳电池EL发黑的影响

以采用PECVD工艺制备的背面氮化硅薄膜对双面单晶硅太阳电池电致发光(EL)发黑的影响为研究对象进行了实验验证.结果表明,当背面氮化硅薄膜中底层膜的折射率较低时,会导致双面单晶硅太阳电池背电极位置的EL发黑;底层膜和中层膜的折射率过高时,会导致双面单晶硅太阳电池的EL大面积发黑;上层膜边缘的折射率较高时,会导致双面单晶...     

PECVD SiO_2-SiN_X叠层钝化膜的研究

首先使用正交设计法对SiN_X和SiO_2膜的PECVD(等离子体增强化学气相沉积)特性进行了研究,分别得到了两种膜的最佳沉积条件。然后使用PECVD在P型多晶硅片发射极上沉积了SiO_2-SiN_X叠层钝化膜,并与SiN_X单层钝化膜进行比较。通过测试硅片在退火前后少子寿命的变化,考察了两种钝化膜对太阳电池发射极的钝化效果,结果表明SiO_2-SiN_X叠层膜具有更好的钝化效果。利用反射率测试仪测试了两种膜的反射率,其反射率曲线基本相同。最后,测量了采用该叠层膜制作的太阳电池的量子效率和电性能,其短路电流和开路电压均比采用SiN_X单层膜的电池要好,转换效率提高了0.25%。     

晶体硅粒太阳电池的硅粒层研究

为降低太阳电池的制造成本,设计了一种新颖的太阳电池－硅粒太阳电池。采用淮相外延方法,成功地在劣质单晶硅片上生长出粒度均匀,大小适宜,排列整齐和光电特性优良的单晶硅粒。报道了该单晶硅粒的生长方法,生长动力学以及硅粒层的形貌的一些半导体特性。     

PECVD对硅材料的钝化作用

该文通过实验 ,发现对硅片采用双层钝化体系SiO2 /SiNx 可降低表面复合速度到S <1cm/s;而在采用PECVD钝化的过程中 ,最重要的影响因素是FGA的温度 ,退火温度越低越好 ;最后分析了H原子对硅片钝化的微观机理。     

热氧化生长的SiO2钝化膜对晶体硅太阳电池性能的影响

使用干氧热氧化的方法在晶体硅太阳电池表面生长SiO2钝化膜。结果表明:在780℃下生长的氧化薄膜钝化效果较好,实验检测少子寿命提高了8.3μs,以此为基础制备的太阳电池转换效率达到17.38%。实验还对氮气气氛下的氧化进行研究,发现当氮气流量为10L/min时,能强化薄膜的钝化效果,少子寿命可提高9.4μs。     

烧结曲线对多晶PERC太阳电池光致衰减效应的影响

针对多晶PERC太阳电池其较大的光衰效应会影响功率输出的问题,研究烧结曲线对多晶PERC太阳电池光致衰减效应的影响.在常规烧结曲线1的基础上通过改变烧结曲线峰值温度位置得到优化烧结曲线2和优化烧结曲线3,然后将双面沉积Al2O3/SiNx叠层钝化膜的寿命片和丝网印刷后的多晶PERC电池分别采用不同烧结曲线热处理,最后将...     

SOI材料上硅薄膜电池的研究

用注氧隔离法在单晶硅衬底中形成SiO2隔离层,制备成SOI(SiliconOnInsulator)衬底,用快速化学汽相沉积(RTCVD)法在此衬底上制备硅薄膜,热扩散形成PN结,制备成薄膜太阳电池,电池表面钝化及减反膜采用的是等离子增强化学气相沉积(PECVD)方法制备的SiN,薄膜电池的电极全部由正面引出,制成的23μm厚薄膜电池的光电转换效率为8 12%(1×1cm2,AM1 5,23℃)。扩展电阻的测量表明电池有良好的PN结特性;量子效率测量表明SiN比常规的热氧化SiO2有更好的减反射和钝化作用;电池的暗特性表明电池具有较高的串联电阻,并分析了正面引电极对串联电阻的影响。     

热退火对太阳电池用多晶硅特性的影响

对多晶硅片进行三步退火处理,用傅里叶红外光谱仪(FTIR)和准稳态光电导衰减法(QSSPCD)测硅片退火前后氧碳含量及少子寿命,并对单晶硅片做同样处理进行比较。实验发现:经三步退火后,多晶硅比单晶硅氧碳含量下降的幅度大,这表明多晶硅内部形成的氧沉淀多,其体内的高密度缺陷如晶界、位错等对氧沉淀的形成有促进作用。多晶硅与单晶硅少子寿命大大提高,可能是由于高温退火后晶体内部形成氧沉淀及缺陷的络和物可以作为电活性杂质的吸除中心,从而减少了分散的载流子复合中心,提高了硅片的少子寿命。变化趋势的不同与晶体内部结构有关。     

氢等离子体处理钝化层对高效晶硅异质结太阳电池性能的影响

研究不同时间氢等离子体处理（HPT）氢化非晶硅a-Si:H（i）钝化层对高效晶硅异质结太阳电池（效率>23％）性能的影响。发现适当时间的HPT可改善钝化效果提升电池性能,但过长时间的HPT可导致薄膜钝化效果变差,有效少数载流子寿命降低。分析认为HPT时间过长,H原子进入到a-Si:H（i）薄膜层中,导致薄膜内部SiH₂增多,微结构因子（R）增大,薄膜质量变差。并且,适当时间的HPT改善太阳电池性能的幅度有限,而过长时间的HPT导致电池性能下降却很明显。因此,针对高效率的晶硅异质结太阳电池,应对钝化层沉积之后的HPT工艺进行谨慎控制。     

N型单晶硅衬底上非晶硅/单晶硅异质结太阳电池计算机模拟

采用德国HMI研发的AFORS-HET软件模拟了N型衬底非晶硅,单晶硅异质结太阳电池的特性,结果表明随着发射层厚度的增加,短路电流下降,电池的短波响应变差.在非晶硅,单晶硅异质结界面处加入不同的界面态密度(Dit).发现当Dit1012cm-2·eV-1时,电池的开路电压和填充因子均大幅减小,导致电池效率降低.当在非晶硅,单晶硅异质结界面处加入本征非晶缓冲层后,电池性能明显改善,但是缓冲层厚度应控制在30nm以内.模拟的a-Si/i-a-Si:H/c-Si/i-a-Si:H/n a-Si双面异质结太阳电池的最高转换效率达到28.47%.     

晶体硅太阳电池钝化工艺的研究

采用热氧化法在多晶硅及单硅大面积太阳电池上生长二氧化硅钝化膜,结合丝网印刷制电极及二氧化钛减反射膜工艺,使太阳电池的扩散长度及效率得到改进。也进行了在多晶硅太阳电池上采用等离子沉积法制作氮化硅减反射膜的研究。     

低纯度颗粒硅带上硅薄膜太阳电池

采用廉价国产硅粉拉制的低纯度颗粒硅带（SSP）作为衬底，利用快速热化学气相沉积（RTCVD）方法外延多晶硅薄膜并制作了转换效率达4．5％的薄膜太阳电池，对衬底和薄膜特性，相关工艺及进一步的研究方向做了探讨。