p型微晶硅膜的研究及其在异质结太阳电池中的应用

首先采用射频等离子体增强化学气相沉积技术制备了电导率为0.13 S/cm、晶化率为50%的p型微晶硅,然后制备了μc-Si∶H(p)/c-Si(n)异质结太阳电池。初步研究了硼掺杂比、辉光功率密度、p型硅薄膜的厚度和氢处理时间等这些参数对电池开压的影响。在优化的工艺参数下得到异质结电池最大开路电压Voc为564mV。     

退火对硼掺杂微晶硅薄膜性能的影响

采用射频等离子体增强化学气相沉积(RFPECVD)法制备了不同硼烷掺杂比例的微晶硅薄膜.随后在不同温度、不同气氛下,对沉积得到的P型微晶硅薄膜进行了退火处理.研究发现,对初始晶化率较高的薄膜,退火后其晶化率发生下降;初始晶化率较低的薄膜,退火后其晶化率则有所提高;并且,在高真空中退火更有利于薄膜的晶化.退火后,薄膜表面...     

氢稀释比与衬底温度对硅基薄膜相变及其光电性能影响的研究

采用热丝辅助微波电子回旋共振化学气相沉积法(HWAMWECR-CVD),通过改变衬底温度及氢稀释比制备了系列硅基薄膜,研究了衬底温度及氢稀释比对薄膜由非晶相转晶相相变及其光电性能的影响。研究结果表明,当采用低温制备硅基薄膜时,衬底温度和氢稀释比的提高都有利于非晶相向晶相的转变,但提高氢稀释比对相变的影响更为显著;晶化比越高并不代表薄膜光电性能越好,95%氢稀释比条件下制备的微晶硅薄膜具有优良的光电性能。     

衬底温度对低温制备纳米晶硅薄膜的影响

采用传统的射频等离子体增强化学气相沉积技术,在较高的工作气压130Pa和较高的射频功率70W下,在＞100℃的低温下,以0.14nm/s速率制备出优质的纳米晶硅薄膜.研究结果表明,薄膜晶化率和沉积速率与衬底温度有密切关系.当衬底温度＞100℃,薄膜由非晶相向晶相转化,随着衬底温度的进一步升高,薄膜晶化率增大,当温度为300℃时,薄膜的晶化率达82%,暗电导率为10-4·cm-1数量级,激活能为0.31eV.当薄膜晶化后,沉积速率随衬底温度升高而略有增加.     

硼掺杂对热丝CVD法制备纳米晶硅薄膜微结构与光电性能的影响

采用热丝化学气相沉积法制备了不同B2H6掺杂比例(B2H6/SiH4为2%~15%)的p型纳米晶硅薄膜,通过探索B2H6掺杂比例、晶化率、光学带隙和电学性能(电导率、载流子浓度、霍尔迁移率)之间的关系以及薄膜掺杂机理来研究B2H6掺杂比例对薄膜微结构和光电性能的影响。在掺杂比例为11%时成功获得了电导率为32 S/cm的高电导率硼掺杂nc-Si∶H薄膜。     

硼掺杂对非晶硅薄膜微结构和光电性能的影响

以硅烷 (SiH4 )和硼烷 (B2 H6)为气相反应先驱体 ,采用等离子体增强化学气相沉积法 (PECVD)制备出轻掺硼非晶氢硅薄膜。X射线衍射、原子力显微镜和光、暗电导测试表明 ,一定程度的硼掺杂提高了非晶氢硅薄膜的电导率 ,降低了非晶氢硅薄膜的光、暗电导比 ,并促进了非晶氢硅薄膜中硅微晶粒的生长。红外吸收谱研究预示了大量的硼原子与硅、氢原子之间能形成某些形式的复合体 ,仅有少量硼元素对P型掺杂有贡献。     

射频功率对微晶硅薄膜微结构和光电性能的影响

采用射频等离子体增强化学气相沉积(rf-PECVD)技术,在玻璃和硅衬底上沉积微晶硅(μc-Si:H)薄膜。利用拉曼光谱、AFM和电导率测试对不同射频功率下沉积的薄膜的结构特性及光电性能进行分析。研究表明:随着射频功率的增加,薄膜的晶化率和沉积速率也随之增加,而当射频功率增加到一定的程度,晶化率和沉积速率反而减小。薄膜的暗电导率与晶化率的变化情况相对应。     

硼掺杂对非晶硅薄膜微结构和光电性能的影响

以硅烷（SiH4)和硼烷（B2H6）为气相应反应先驱体，采用等离子体增强化学气相沉积法（PECVD）制备出轻掺硼非昌氢硅薄膜，X射线衍射，原子力显微镜和光，暗电导测试表明，一定程度的硼掺杂提高了非晶氢硅薄膜的电导率，降低了非晶氢硅薄膜的光，暗电导比，并促进了非晶氢硅薄膜中硅微晶粒的生长，红外吸为研究预示了大量的硼原子与硅，氢原子之间能形成某些形式的复合体，仅有少量硼元素对P型掺杂有贡献。     

脉冲磁控溅射沉积微晶硅薄膜工艺研究

采用脉冲磁控溅射法制备氢化微晶硅薄膜,利用X射线衍射、拉曼光谱、扫描电子显微镜和四探针测试仪对薄膜结构和电学性能进行表征和测试,研究了衬底温度、氢气稀释浓度和溅射功率对硅薄膜结构和性能的影响。结果表明:在一定范围内,通过控制合适的衬底温度、增大氢气稀释浓度及提高溅射功率,可以制备高质量的微晶硅薄膜。在衬底温度为400℃、氢气稀释浓度为90%及溅射功率为180W的条件下制备的微晶硅薄膜,其晶化率为72.2%,沉积速率为0.48nm/s。     

玻璃及不锈钢衬底N型微晶硅薄膜的制备

利用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)技术,以PH3为掺杂剂,在浮法玻璃衬底和不锈钢衬底上制备了纳米级的n型微晶硅薄膜。采用Wvase32型椭圆偏振光谱仪、Reinishaw2000型拉曼(Raman)光谱仪和高阻仪对薄膜进行测试,以研究沉积条件对薄膜沉积速率、晶化率和暗电导特性的影响,并对沉积功率和沉积气压进行双因素优化,绘制了双因素相图。     

PECVD法制备微晶硅薄膜的研究

对等离子体增强化学气相沉积技术(PECVD)制备的微晶硅(μc-Si)薄膜的电导率、光学带隙和晶化率随温度和功率的变化规律进行了研究.从拉曼谱中可以明显看出,随着功率的增大,N型材料的非晶肩逐渐减小,材料的晶化率增大.随着温度的升高,P型材料的暗电导率和激活能都是先升高后降低.     

沉积气压对纳米晶硅薄膜晶化率与电输运性能的影响

采用热丝化学气相沉积法在不同气压(1～8 Pa)下沉积了p型纳米晶硅薄膜,研究了沉积气压对薄膜晶化率和电输运性能的影响.结果表明,薄膜的晶化率和平均晶粒尺寸随沉积气压升高而增大,而当沉积气压超过6Pa后,薄膜的晶化率和平均晶粒尺寸会减小.当沉积气压由1Pa升高到2Pa时,BH3粒子迅速增多,且吸附方式是化学吸附,因而载流子浓度从8.9×1018 cm-3迅速增大到6.252×102 cm-3.此时电导率从1.08 S/cm显著增加到29.5 S/cm,而电导激活能则从95.8 meV急剧减小至18.6 meV,这是硼杂质掺杂浓度和薄膜的晶化率迅速增大所致.     

掺硼非晶硅薄膜的微结构和电学性能研究

以硅烷(SiH4)和硼烷(B2H6)为气相反应先驱体，采用等离子体增强化学气相沉积法，(PECVD)制备出能应用于液晶光阀光导层的硼掺杂非晶氢硅薄膜。X射线衍射、原子力显微镜和光、暗电导测试表明，一定程度的硼掺杂提高了非晶氢硅薄膜的电导率、降低了非晶氢硅薄膜的光、暗电导比；硼掺杂促进薄膜晶态率的增加和硅晶粒尺寸的增大，薄膜的结晶状态将逐渐从非晶硅过渡到纳米硅，最后发展为多晶硅。红外吸收谱研究表明了大量的硼原子与硅、氢原子之间能形成某些形式的复合体，仅有少量硼元素对受主掺杂有贡献。     

硅烷浓度对微晶硅薄膜微结构及电学性质的影响

采用RF-PECVD技术,在玻璃衬底上低温沉积了优质微晶硅薄膜,并深入研究了硅烷浓度对微晶硅薄膜微结构及电学性质的影响.研究结果表明,微晶硅薄膜的沉积速率、平均晶粒尺寸、晶化率和电导率均呈现相似的变化规律,而谱中出现的拐点由硅烷浓度决定.该变化规律可通过相应的薄膜生长的微观理论得到合理的解释.     

多晶硅薄膜制备的量子态模型

本文提出量子态模型。发现在制备多晶硅薄膜过程中沉积温度、衬底、射频功率、氢稀释比、磷掺杂等沉积参数、多晶硅薄膜晶粒大小，以及二次晶化过程符合量子态模型。     

P型微晶硅材料及在薄膜太阳电池上的应用

采用VHF—PECVD技术沉积硼掺杂的P型微晶硅薄膜材料,在硅烷浓度（SC）为0．8％,反应气压93Pa时,随等离子体功率的增加,材料的晶化率和电导率先增大,后减小;薄膜的透过率随功率的增大而增加。将获得的P型微晶硅薄膜应用在微晶硅薄膜太阳电池中,电池结构为glass／pμc-Si：H／I-μe-Si：H／n-μc-Si：H／Al,厚度约1μm,没有背反射电极的情况下,电池效率达到了7．32％（Voc=0．520V,Jsc=21．33mA／cm^2,FF=64．74％）。     

掺硼纳米非晶硅的太阳能电池窗口层应用研究

本文通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法沉积p型纳米非晶硅薄膜(na-si:H),系统地研究了掺杂气体比(B2H6/SIH4)、沉积温度、射频电源功率对薄膜结构、光学、电学性能的影响.研究表明,轻掺硼有利于非晶硅薄膜晶化,但随着掺硼量的增加,硼的"毒化"作用又使薄膜变为非晶态;与p型a_si:H相比,掺硼纳米硅薄膜的光学带隙Eopt较高,电导率较高,电导激活能较低,是一种很有潜力的太阳能电池窗口层材料.     

射频PECVD高速沉积微晶硅薄膜

本文采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)技术高速沉积微晶硅薄膜。系统研究了射频功率、气体总流量、沉积气压、硅烷浓度等沉积参数对薄膜沉积速率和晶化率的影响。通过沉积参数的优化,使微晶硅薄膜沉积速率达到了3/s左右。     

衬底H等离子体预处理时间对微品硅薄膜生长的影响

本文采用VHF-PECVD技术制备了系列硅薄膜,通过椭圆偏振技术及拉曼测试手段研究了衬底表面预处理时间对微晶硅薄膜的微结构及其生长的影响.实验结果表明:随衬底预处理时间(0～10 min)的延长,薄膜的晶化率从14%提高到44%;薄膜表面的硅团簇尺寸减小,在衬底预处理10 min时,薄膜表面的粗糙度较小.在衬底未预处理与预处理10 min时,在相同的沉积参数下,沉积两系列不同生长阶段硅薄膜的生长指数接近.原因是H等离子体预处理使衬底表面的原子氢增多,有利于成膜先驱物在衬底表面的迁移,影响薄膜的初期成核,使薄膜易于晶化.     

金属镍诱导p型多晶硅薄膜的光电性能研究

利用电子束蒸镀方法及重掺杂p型硅为蒸发源在K8玻璃衬底上沉积非晶硅薄膜,采用镍诱导晶化法在氮气氛围下进行退火处理制备出p型多晶硅薄膜.研究了不同温度热处理条件对p型多晶硅薄膜的光电性能的影响,通过霍尔测量、拉曼光谱、原子力显微镜、紫外-可见光吸收光谱等测试手段对薄膜进行分析.结果表明,随着晶化温度的提高晶化程度先增强后...