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.     

微晶硅薄膜微结构对稳定性的影响

实验研究了不同晶化率的微晶硅（μc-Si）薄膜的光衰退现象,提出了制备高稳定性硅薄膜太阳电池材料选取方案。研究结果表明,μc-Si中的非晶硅（a-Si）组分是导致光衰退的主要原因,晶化率越高,材料越稳定;过渡区靠近μc-Si材料区域的μc-Si材料,由于具有更好的稳定性和光敏特性,适于制备μc-Si太阳能电池;过渡区附...     

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.     

PET塑料衬底非晶/微晶硅叠层太阳电池研究

采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)技术,在125℃的低温条件下,沉积了一系列不同厚度的本征微晶硅(μc-Si)薄膜。对材料的光电特性和结构特性的测试结果表明,低温条件下制备的μc-Si薄膜具有较厚的非晶孵化层,并且纵向结构演变较为明显。采用梯度H稀释技术,在沉积过程中不断降低H稀释度,改善了μc-Si薄膜的纵向均匀性。将此技术应用于非晶硅(a-Si)/μc-Si叠层电池的μc-Si底电池,在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料衬底上制备出初始效率达到6.0%的a-Si/μc-Si叠层电池。     

单室沉积本征微晶硅薄膜及其在电池中的应用

为获得单室沉积高效微晶硅(μc-Si)太阳电池,首先采用甚高频等离子体增强化学气相沉积(VHF-PECVD)技术制备了不同沉积条件下的本征μc-Si薄膜.通过对材料的结构和电学输运特性的研究,借鉴分室沉积的器件质量级μc-Si材料的经验,选取合适的本征层和P种子层处理B污染的技术,在单室中制备出光电转换效率为6.23%(1 cm2)的单结μc-Si电池.     

基于不同单光子能量拉曼谱的氢化硅薄膜微观特性研究

用等离子体增强化学汽相沉积法（PECVD）在玻璃和单晶硅（c-Si）衬底上分别制备了氢化纳米硅（nc-Si：H）和非晶硅（a-Si：H）薄膜,用紫外、可见和近红外3种不同波长的激光线对不同形态的Si薄膜进行拉曼散射实验研究。研究发现,这些Si薄膜在不同的单光子能量的激光线激发下的拉曼谱线形也不同。进而通过对Si薄膜材料...     

采用喇曼散射和光热偏转谱法研究微晶硅薄膜结构

采用VHF-PECVD技术制备了不同结构的Si薄膜,用喇曼(Raman)散射光谱和光热偏转谱(PDS)分别对材料的结构进行了研究。结果表明：Si薄膜的结构随温度的升高、功率的增大及H稀释的加大逐渐由非晶转变为微晶,同喇曼谱相比,PDS也可粗略地估计材料结构变化;即使是同一种材料,恒定光电导谱(CPM)和PDS的测试结果是不同的,PDS能更准确地反映材料的实际信息。综合PDS和喇曼谱的测试结果认为,制备出了高质量的微晶Si(μc-Si)薄膜。     

流量对高速沉积的微晶硅电池性能的影响

采用超高频等离子体增强化学气相沉积(VHF-PECVD)技术研究微晶硅(μc-Si)薄膜的高速沉积过程发现:分别采用100和500 sccm流量制备本征μc-Si材料,将其应用在μc-Si电池i层,电池的电流-电压(I-V)特性有明显的差异.通过微区Raman、原子力显微镜(AFM)和X射线衍射(XRD)测试发现:尽管μc-Si薄膜的晶化率相似,但是小流量情况下制备的薄膜具有较厚的非晶孵化层,晶粒尺寸不一;大流量下制备的材料沿生长方向的纵向均匀性相对较好,晶粒尺寸较小、分布均匀,而且具有〈220〉晶相峰强度高于〈111〉和〈311〉晶相峰强度的特点.因此得出:在高压高速沉积μc-Si薄膜过程中,反应气体流量对μc-Si的纵向结构有很大影响,选择适合的反应气流量能够调节适宜的气体滞留时间,从而减小薄膜的纵向不均匀性.     

用生长/氢等离子体交替处理堆积层表面技术制备微晶硅薄膜

利用HW-MWECR CVD系统,用氢等离子体处理间隙生长堆积层表面技术,制备了一系列不同厚度的μc-Si:H薄膜.发现,当薄膜厚度在0.55μm以下时,样品具有较为典型的非晶硅特征,光电导衰退率很大;当薄膜厚度为0.60～0.70μm之间时,样品兼备非晶和微晶的特点,在这一厚度范围内,光电导随薄膜厚度变化非常敏感,光电导衰退率较小;当薄膜厚度为0.80μm以上时,薄膜表现为明显的微晶硅性质,其光电导衰退率很小,通过模拟光照53.5h,其光电导几乎不变化.     

温度对高速微晶硅薄膜沉积速率及其特性的影响

采用超高频(VHF)结合高压(HP)的技术路线,在较高SiH4浓度(SC)下实现了微晶硅(μc-Si:H)薄膜的高速沉积,考察了衬底温度在化学气相沉积(CVD)过程中对薄膜的生长速率以及光电特性的影响.结果表明:薄膜微结构特性随衬底温度变化是导致薄膜电学特性随衬底温度变化的根本原因;HP与低压条件下沉积的μc-Si:H薄膜的特性随温度变化的规律不同,在试验温度范围内,HP高速沉积的μc-Si:H薄膜生长速率不同于低压时随温度升高而下降的趋势,而是先增大后趋于平稳,晶化率随温度升高也不是单调增加,而是先增加后减小.