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。     

VHF-PECVD制备不同衬底温度微晶硅薄膜结构研究

采用微区拉曼散射、傅立叶变换红外吸收和光热偏转谱对VHF-PECVD制备的不同衬底温度硅薄膜进行了微结构分析.结果表明:随衬底温度的升高,薄膜逐渐由非晶向微晶过渡,晶化率(Xc)逐渐增大,样品中的氢含量逐渐降低.在200~250℃条件下制备的微晶硅薄膜具有低的缺陷密度.通过优化工艺条件制备出了效率达7.1%的单结微晶硅太阳电池,电池厚度仅为1.2μm,且没有ZnO背反射电极.     

微晶硅太阳电池

采用VHF-PECVD技术制备了系列微晶硅太阳电池.综合测试结果表明:硅烷浓度、热阱温度和前电极都对微晶硅太阳电池的性能有影响.在湿法腐蚀的ZnO衬底上制备的电池的效率比在ZnO/SnO2复合膜上制备的电池的效率高1.5%.在优化了沉积条件后,制备出效率达6.7%的微晶硅太阳电池(Jsc=18.8mA/cm2,Voc=0.526V,FF=0.68),电池的结构是glass/ZnO/p(μc-Si:H)/i(μc-Si:H)/(a-Si:H)/Al,没有ZnO背反射电极.     

MOCVD制备的ZnO薄膜及其在太阳电池背电极应用

研究了利用LP-MOCVD技术制备的不同B掺杂浓度对ZnO薄膜的微观结构和光电特性影响.对XRD和SEM的研究结果表明,B掺杂对ZnO薄膜的微观结构有重大影响.通过优化工艺,当B2H6流量为17sccm(约1%掺杂浓度)时,在20cm×20cm大面积衬底上生长出厚度为700nm,方块电阻为38Ω/□,透过率大于85%,迁移率为17.8cm2/(V·s)的绒面结构ZnO薄膜.其应用于太阳电池背反射电池后,可使电池短路电流提高将近3mA,使20cm×20cm面积的a-Si集成电池效率高达9.09%.     

微晶硅材料高速生长及其在太阳能电池中的应用

高气压耗尽RF-PECVD在高速生长优质微晶硅材料和太阳能电池方面具有巨大的优势.采用这种沉积方法,本征微晶硅材料的生长速度提高到0.32 nm/s,晶化率达58.2%.把这种高速生长的微晶硅材料用作太阳电池的本征吸收层,在没有优化工艺参数和没有采用ZnO增反电极时,电池的转换效率达到4.8%.     

MOCVD制备的ZnO薄膜及其在太阳电池背电极应用

研究了利用LP-MOCVD技术制备的不同B掺杂浓度对ZnO薄膜的微观结构和光电特性影响.对XRD和SEM的研究结果表明,B掺杂对ZnO薄膜的微观结构有重大影响.通过优化工艺,当B2H6流量为17sccm(约1%掺杂浓度)时,在20cm×20cm大面积衬底上生长出厚度为700nm,方块电阻为38Ω/□,透过率大于85%,迁移率为17.8cm2/(V·s)的绒面结构ZnO薄膜.其应用于太阳电池背反射电池后,可使电池短路电流提高将近3mA,使20cm×20cm面积的a-Si集成电池效率高达9.09%.     

硅烷浓度对本征微晶硅材料的影响

利用甚高频等离子体增强化学气相沉积技术沉积微晶硅材料.随硅烷浓度的降低,材料晶化率增加,材料的光学带隙在1.5～1.65eV之间,材料的电导率先增加后减小.采用光发射谱测量技术对辉光进行在线测量,研究沉积条件对VHF等离子体和微晶硅材料特性的影响.实验表明,等离子中的SiH 和H α对微晶硅材料特性有重要的影响,硅烷浓度为2%～4%时,等离子体中H α/SiH 的比值处于0.6～0.9,可以得到晶化率在40%～55%的微晶硅材料.     

a-SiGe_x∶H薄膜准分子激光晶化的研究

用KrF准分子激光、XeCl准分子激光在不同条件下对Ge含量不同的四种a－SiGex∶H样品进行退火。只要激光退火能量密度合适，Ge含量不同的a－siGex∶H薄膜都可以被多晶化；随着Ge含量的增加，激光晶化阈值能量密度降低，耐退火能力也降低；在相同的激光晶化能量密度下，Ge含量越高的薄膜，激光晶化的效果越好，晶粒尺寸长得越大。     

掺杂对硅薄膜窗口材料生长的影响

研究了掺杂剂对p型微晶硅窗口材料生长的影响.实验发现,与B(CH3)3不同,B2H6作为微晶硅掺杂剂时,掺硼量对材料的晶化率和生长速率有重要影响.在线等离子体发射光谱分析表明:B2H6的掺入会使辉光光谱中SiH*等各种离子密度增强,而B(CH3)3作掺杂剂时,随B(CH3)3量的增加,SiH峰值增加较少,而H2*和H*的峰值会有较大幅度的提升.     

高质量非晶硅锗材料的研制

ａ－ＳｉＧｅ：Ｈ材料的光电性能强烈地依赖于沉积条件，选择适当的氢稀释率、气体压强，掺锗率和辉光功率，获得了光带隙为１．４５ｅＶ，光暗电导比为１．６×１０＾５的高质量ａ－ＳｉＧｅ：Ｈ材料。