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微晶硅薄膜材料既具有非晶硅薄膜材料高的光吸收系数,又具有晶体硅材料的高稳定性、长载流子寿命,以及较小光致衰退效应而被国内外专家与市场肯定。对于微晶硅薄膜材料的研究,国内外一般均采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术制备,设备简单,技术成熟,低温且大面积均匀性好,材料与电池一次成形,成本低。本文参考国内外的研究成果,分析了硅基薄膜的性能和生长机制,对硅基薄膜的制备方法和沉积工艺进行了初步的探索研究,并研究了PECVD沉积工艺对非晶硅向微晶硅转化以及微结构的影响。论文采取射频(13.56MHz)PECVD系统制备硅基薄膜材料。通过X射线衍射谱,紫外可见光透射谱,红外傅里叶吸收谱,拉曼光谱等对样品薄膜进行表征分析,探索了硅烷浓度、射频功率、沉积温度、沉积压强等参数对非晶硅向微晶硅薄膜材料转化的影响,并探究其对材料的结构性质以及光学特性的影响。研究结果表明:1.采用PECVD系统,以硅烷和氢气为反应气源,通过改变射频功率、硅烷浓度来制备氢化硅基薄膜材料。研究了沉积参数的变化对硅基薄膜材料微结构的影响。实验结果表明,随着射频功率的增加,薄膜中氢含量也相应地增大,而光学带隙表现出先增大后减小的规律。当硅烷浓度逐渐降低时,薄膜材料的光学带隙相应地降低,并从非晶硅薄膜逐渐向微晶硅薄膜材料转变,且薄膜材料在晶向(111)方向的晶粒尺寸达到了10.92nm。因此,在高沉积压强、大射频功率、低硅烷浓度条件下可以有效优化并改善硅基薄膜材料的质量,使其从非晶硅薄膜向微晶硅薄膜材料过渡。2.利用PECVD沉积系统,以硅烷和氢气为气源,通过改变衬底温度来制备微晶硅薄膜材料。研究结果表明:随着衬底温度的升高,薄膜中的氢含量在逐渐降低,而薄膜材料中微结构因子表现出相反的趋势,薄膜的晶相表现为从非晶逐渐向微晶转变,且当衬底温度为200℃时,薄膜样品的晶化率达到最大为68.7%。光学带隙表现出单调递减的规律。最终结果表明,优化的其它参数条件下,当衬底温度为200℃时,可以有效地促使非晶硅薄膜向微晶硅薄膜材料转变,即最优衬底沉积温度为200℃。3.利用PECVD沉积系统,以硅烷和氢气为气源,通过变化沉积压强来研究硅基薄膜材料的微结构。研究结果表明:薄膜样品的光学带隙随着沉积压强的升高而减小,薄膜逐渐从非晶态向微晶态转化,且薄膜样品的晶化率从51.6%增加到62.8%。薄膜氢含量减小而结构因子随之增大,薄膜样品表面会呈现出一些不均匀性现象。