电极结构对硅薄膜生长过程及材料特性的影响

在制备硅薄膜材料的PECVD系统中,分别采用普通平行板电极和网状电极,在相同的工艺条件下研究了电极结构对硅薄膜材料均匀性、电学性能以及微结构的影响．发现采用网状电极使薄膜（400～500nm）均匀性得到明显改善,在20cm×20cm内不均匀性从±12.6%下降到±2.1％．等离子体发光光谱的测试表明,网状电极可大大提高硅烷的利用率,因而在相同工艺条件下,生长微晶硅材料需要更高的功率密度．文中对实验结果进行了详细的讨论．     

PECVD法生长晶化硅薄膜的机理

硅薄膜在太阳电池中有非常重要的应用,薄膜的晶化对硅薄膜的性质和太阳电池效率都有很大影响,研究薄膜晶化理论具有重要意义。选择刻蚀模型认为H原子会轰击薄膜生长表面,打断吸附较弱的化学键,促使形成强的Si-Si键,使薄膜发生晶化。通过Monte Carlo法对具体的生长晶化过程进行了模拟计算,发现薄膜晶相的转变发生在生长温度350K(77℃)以上,并且在低温(T<550K)下,晶化的过程主要发生在氢稀释度90%以上。结果与实验数据在高氢稀释下基本吻合,低氢稀释下有偏差。认为低氢稀释下晶化反应所需中间产物产量少,模型中未被考虑的其他基团影响了它们的相对数量,造成模拟结果的偏差。模型对硅薄膜晶化过程的理论解释有一定的合理性。     

PECVD技术在未来高效太阳能电池中的应用

<正>随着社会经济的发展,能源危机和环境污染问题已成为人类面临的最迫切需要解决的问题。太阳能清洁、无污染、取之不尽用之不竭,太阳能发电技术可以将太阳光的辐射能直接转换为电能,是目前可再生能源技术领域中发展最快、最有前途的技术之一。目前80%以上的太阳能电池由晶体硅材料制备而成,制备高效率、低成本的晶体硅太阳能电池对于大规模利用太阳能发电有着十分重要的意义,其中,等离子体增强化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition,PECVD)是制备     

HIT电池缓冲层的关键技术发展概述

HIT电池由日本Sanyo公司于1990年提出,目前已达到23.7％的最高效率.HIT电池制备的关键技术在于其本征缓冲层的工艺.大量研究表明本征硅薄膜缓冲层在硅片上沉积时很容易发生外延生长.对于外延生长影响的认识存在着很大争议,有学者认为其中含有大量缺陷态,会降低电池性能,并提出了完全阻止外延生长的新结构,但也有学者认为恰恰是外延结构真正起到了钝化界面的作用.分析认为,不同甚至相互矛盾的实验结果可能与外延结构生长时缺陷态密度的控制有关,外延结构不是影响电池性能的关键,外延结构中的缺陷态密度才是影响电池性能的重要因素.     

高速沉积μc-Si:H薄膜生长机制及其微结构的研究

采用高压高功率的超高频等离子体增强化学气相沉积(VHF-PECVD)技术,在腐蚀后的7059玻璃、低晶化和高晶化的微晶硅(μc-Si:H)p型材料3种衬底上,通过改变沉积时间的方法,高速(沉积速率约为1 nm/s)沉积了不同厚度的μc-Si:H薄膜材料.测试其表面形貌及晶化率,比较了不同衬底上高速生长的μc-Si:H薄膜生长机制及微结构的差异,最后得到适于高速沉积pin μc-Si:H太阳电池的μc-Si:H p型材料应具备的条件.     

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,B2 H6 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:B2 H6 的掺入会使辉光光谱中Si H*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,Si H*峰值增加较少,而H2 *和H*的峰值会有较大幅度的提升     

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.     

并流喷射式填料塔板在催化精馏中的应用

介绍了并流喷射式填料塔板(JCPT塔板)的结构和特点以及在催化精馏中的应用状况,进行了干气与苯制备乙苯的模拟试验,试验结果为乙烯转化率95%以上,乙苯选择性95%以上.试验证明这种催化精馏塔催化剂装填量大、寿命长、装卸方便,塔板压降小,反应转化率高、效率高.     

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.     

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.