VHF-PECVD制备微晶硅材料及电池初步研究

研究了用甚高频等离子体增强化学气相沉积(VHF-PECVD)方法制备的不同沉积气压下的微晶硅薄膜样品。随着沉积气压的逐渐增大,样品的沉积速率也逐渐增大;样品的光敏性和激活能测试结果表明：随气压的变化两者发生了规律性一致的变化;傅立叶变换红外(FTIR)测试表明制备的样品中含有一定量的氧,使得样品呈现弱n型;室温微区喇曼光谱测试分析得到样品的微晶化特征与IR的分析是一致的,用高斯函数对喇曼谱解谱分析定量得出了晶化程度;分析了H处理p／I界面对电池性能的影响;首次在国内用VHF-PECVD制备出效率达4．24％的微晶硅电池。     

衬底温度对中频磁控溅射ZnO∶Al透明导电薄膜性能的影响

ZnO∶Al(ZAO)薄膜的光学、电学以及结构特性与衬底温度有关,以掺杂质量2%Al的Zn(纯度99.99%)金属材料做靶,采用中频磁控溅射技术研究衬底温度对ZnO透明导电薄膜性能的影响,获得适合太阳电池的高效能薄膜,薄膜厚度700 nm左右,其电阻率为4.6×10-4Ω.cm,载流子浓度1.98×1020cm-3,霍尔迁移率61.9 cm2/(V.s),可见光范围内(波长400~800 nm)的平均透过率大于85%.     

VHF-PECVD制备微晶硅材料的均匀性及其结构特性的分析

采用VHF-PECVD技术在多功能系统(cluster tool)中制备了系列硅薄膜，研究薄膜的均匀性及电学特性和结构特性。结果表明：气压和功率的合理匹配对薄膜的均匀性有很大的影响；材料的喇曼测试和电学测试结果表明微晶硅薄膜存在着纵向的结构不均匀，在将材料应用于器件上时，必须要考虑优化合适的工艺条件；硅烷浓度大，相应制备薄膜的晶化程度减弱，即薄膜中非晶成分增多。     

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.     

中频脉冲溅射制备绒面ZnO透明导电薄膜

采用中频脉冲磁控溅射系统制备高透过率、高电导率的平面ZnO薄膜。电阻率为5.57×10-4Ω·cm,载流子浓度2.2×1020cm-3,霍尔迁移率40.1cm2/V·s,可见光范围内(400～800nm)的平均透过率大于85%。用酸腐蚀的方法可以获得绒面效果。分析了气压和温度对绒面结构的影响,获得了适合薄膜太阳能电池要求的绒面ZnO透明导电薄膜。     

用脉冲电源溅射ZnO薄膜时脉冲及工艺条件对靶电压的影响

用磁控溅射法制备ZnO∶Al透明导电膜时,降低靶电压可以减少溅射等离子体中被靶背反射回的中性离子和负氧离子对基片的轰击,提高薄膜的质量,降低薄膜电阻。本文研究了用中频脉冲直流溅射法和Zn∶Al合金靶反应溅射制备ZnO∶Al透明导电膜时,脉冲参数,如脉冲频率、反向脉冲幅度、反向脉冲时间、功率、氧氩比、溅射气压等工艺条件对靶电压的影响。结果表明,延长反向脉冲时间是降低靶电压的最有效方法。当反向时间由2μs增加到10μs时,靶电压降低了60%以上。     

热丝法氢处理多晶硅锗薄膜

优化了热丝法氢处理多晶硅锗薄膜工艺条件.通过测试材料暗电导的温度特性得出多晶硅锗材料的电导激活能,从而考察氢处理效果.结果表明,采用此技术可有效减少多晶硅锗薄膜中的缺陷态.在优化氢处理时衬底和热丝的温度后,可以把处理时间缩短致30min之内,明显短于其他氢处理技术.     

磁控反应溅射直接生长绒面H化Ga掺杂ZnO-TCO薄膜及其特性研究

采用直流磁控溅射技术,在玻璃衬底上直接生长出了具有绒面结构的H化Ga掺杂ZnO(HGZO)薄膜。研究了H2流量对薄膜结构、表面形貌及光电特性的影响。实验表明,在溅射过程中引入H2明显改善HGZO薄膜电学性能,并且能够直接获得具有绒面结构的薄膜。在H2流量为2.0sccm时,所制备的HGZO薄膜具有特征尺寸约200nm的类金字塔状表面形貌,同时薄膜方阻为4.8Ω,电阻率达到8.77×10-4Ω.cm。H2的引入可以明显改善薄膜短波区域的光学透过,生长获得的HGZO薄膜可见光区域平均透过率优于85%,近红外区域波长到1 100nm时仍可达80%。为了进一步提高薄膜光散射能力和光学透过率,根据不同H2流量下HGZO薄膜性能的优点,提出了梯度H2技术生长HGZO薄膜;采用梯度H2工艺生长获得的HGZO薄膜长波区域透过率有了一定的提高,薄膜具有弹坑状表面形貌,并且其光散射能力有了明显提高。