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全硅叠层太阳能电池是第三代太阳能电池概念中的一种,因与硅工艺兼容而受到普遍关注。其中核心的部分即是带隙可调的硅基介质硅纳米晶薄膜。与氧化硅及氮化硅相比,碳化硅作为硅纳米晶基质,具有势垒高度低的独特优势,从而可以具有更大的传导电流。目前,成熟的碳化硅基硅纳米晶(Si-NC:SiC)薄膜的沉积方法主要是低温沉积与高温退火相结合的二步法。这种方法一方面复杂,另一方面需要高温过程,限制了它的应用范围。本论文工作是用热丝化学气相沉积法实现碳化硅基硅纳米晶薄膜在低温下快速沉积的研究。论文首先介绍了全硅叠层太阳能电池的概念、原理、发展现状及存在的问题,随后比较并分析了HWCVD法的特点。然后通过改变反应气体中甲烷、硅烷的配比、改变衬底和热丝温度,研究所沉积Si-NC:SiC薄膜的结构特点。表征方法包括Raman, XRD, SEM, FTIR,透射谱、Hall等。结果表明：(1)所沉积的薄膜具有Si-NC:SiC的结构特征,纳米晶硅的尺寸约为10nm。(2)当热丝温度和衬底温度分别为1900℃和300℃,甲烷气体比例(R=CH4/(CH4+SiH4+H2))由5%增加到25%时,纳米晶硅的尺寸由16nm减小至8nm,薄膜晶化率由29.1%减小至8.5%,薄膜的生长速率由21.3nm/min减小至13.6nm/min,薄膜的光学带隙由2.01eV增加至2.19eV,并且薄膜的致密性会提高。从纳米晶硅的生长模型和氢气在反应过程中的作用很好的解释了以上结果。(3)保持热丝温度TF不变时,提高衬底温度Ts会提高生长速率而减小光学带隙；而保持Ts不变时提高TF光学带隙和生长速率都会增加。(4)当B2H6/[CH4+SiH4]从3%增加到3.8%时,薄膜暗电阻率逐渐减小,载流子浓度逐渐增大,从乙硼烷的掺杂机理上解释了这一现象。