微晶硅太阳电池中的p型层对本征层结构特性的影响

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p型微晶硅层对本征微晶硅薄膜结构特性的影响.实验结果表明:在薄膜生长初期,与玻璃衬底上生长的本征微晶硅薄膜相比,微晶p层上的硅薄膜表面粗糙度较大,非晶孵化层较薄;随本征薄膜厚度的增加,玻璃衬底上生长的本征微晶硅薄膜的粗糙度大于微晶p层上生长的本征微晶硅薄膜,相比之下,微晶p层上的本征微晶硅薄膜生长得比较均匀.     

p型微晶硅薄膜的沉积及其在微晶硅薄膜太阳电池中的应用

采用等离子体化学气相沉积（PECVD）方法制备了硼掺杂微晶硅薄膜和微晶硅薄膜太阳电池.研究了乙硼烷含量、p型膜厚度及沉积温度对硼掺杂薄膜生长特性和高沉积速率的电池性能的影响.通过对p型微晶硅薄膜沉积参数的优化,在本征层沉积速率为0.78nm/s的高沉积速率下,制备了效率为5.5%的单结微晶硅薄膜太阳电池.另外,对p型微晶硅薄膜的载流子疏输运机理进行了讨论.     

功率密度对VHF-PECVD制备μc-Si:H的影响

在不同功率密度下用甚高频化学气相沉积(VHF-PECVD)法制备了一系列微晶硅(μc-Si:H)薄膜,并对薄膜的微观结构进行了研究.重点研究了在较低的功率密度下,功率密度的改变对薄膜沉积速率和结晶状况的影响.结果表明,随着功率密度的提高,沉积速率逐渐加大,进一步提高功率密度时,沉积速率趋于饱和;与此同时,薄膜的孵化层厚度和形核密度随功率密度而变化.     

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.     

功率密度对VHF-PECVD制备μc-Si:H的影响

在不同功率密度下用甚高频化学气相沉积(VHF-PECVD)法制备了一系列微晶硅(μc-Si:H)薄膜,并对薄膜的微观结构进行了研究.重点研究了在较低的功率密度下,功率密度的改变对薄膜沉积速率和结晶状况的影响.结果表明,随着功率密度的提高,沉积速率逐渐加大,进一步提高功率密度时,沉积速率趋于饱和;与此同时,薄膜的孵化层厚度和形核密度随功率密度而变化.     

磷掺杂对纳米硅薄膜输运性质的影响

采用等离子体增强化学气相沉积（PECVD）技术,在玻璃衬底上低温沉积了优质本征和掺磷纳米硅薄膜,并利用Raman散射谱和电导率谱对比研究了磷掺杂对纳米硅薄膜的电子输运性质的影响.研究结果表明影响本征纳米硅电导率的主导因素是载流子的迁移率,而自由载流子浓度影响有限;影响掺磷纳米硅薄膜电导率的因素既包括磷掺杂产生的自由载流子,又包括迁移率,其输运过程可用量子点隧穿（HQD）模型合理解释.少量掺磷会促进晶化,但过量掺磷会引起晶格畸变,不利于晶化率和电导率的提高.     

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。     

RF-PECVD高速沉积优质过渡区微晶硅薄膜

利用13.56MHz射频等离子体增强化学气相沉积技术高速沉积非晶/微晶过渡区的微晶硅(μc-Si:H)薄膜.研究了沉积压力、射频功率、电极间距、氢稀释度等参数对沉积速率、电学性质等的影响.选择优化的沉积参数,在非晶到微晶的过渡区得到了沉积速率为0.3～0.4nm/s的μc-Si:H薄膜.薄膜的暗电导在10-7S/cm量级,光暗电导比近2个量级,电导激活能在0.52eV左右,薄膜结构致密,达到了器件级质量.     

退火温度对氢掺杂AZO薄膜热稳定性的影响

利用直流磁控溅射方法低温沉积了氢掺杂AZO(H-AZO)薄膜,研究了不同退火温度下H-AZO薄膜的电学、结构和光学性能的变化。结果表明,300℃退火时,H-AZO薄膜的电阻率和光学带隙不变。而400℃退火时,薄膜电阻由4.7×10~(-4)升高到1.43×10~(-3)Ω·cm,并且光学带隙减小。由于300℃退火时H-AZO薄膜的热稳定性好,将其用作低温制备薄膜太阳电池的透明导电膜具有很好的发展潜力。     

本征纳米硅薄膜的微结构表征

采用PECVD技术,在玻璃衬底上低温沉积了优质本征纳米硅薄膜,并利用Raman光谱对其微结构作了表征。研究结果表明,硅烷浓度、衬底温度Ts对表征纳米硅薄膜微结构的晶化率和平均晶粒尺寸参数影响很大。SiH4浓度越低,越有利于晶化,对应的晶化率拐点温度越低。平均晶粒尺寸、晶化率随衬底温度的升高具有相似的变化规律,谱中出现的拐点温度一致,暗示它们之间存在紧密的联系。从薄膜生长角度对该实验结果作了合理解释。