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微晶硅薄膜具有与非晶硅薄膜相同的低温制备、工艺简单、便于大面积生产等优点，同时具有较高的光电转换效率和较好的光照稳定性，所以有望发展成为一种制造高性价比太阳能电池的材料。微晶硅薄膜生长过程中产生晶粒的数量及尺寸对薄膜性能有很大影响。本课题采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)系统分别制备了不同沉积时间、不同氢稀释比、不同衬底温度的三个系列微晶硅薄膜样品，利用X射线衍射分析、透射电子显微分析、高分辨透射电子显微分析等检测手段研究了各组薄膜的晶化程度和微结构，分析了薄膜的生长过程，从氢稀释比和衬底温度两个方面讨论了薄膜的晶化机制。研究结果表明: (1)PECVD系统沉积微晶硅薄膜的生长过程为:沉积初期首先快速生长出厚度达数十纳米的非晶膜层，之后出现纳米晶粒与非晶薄膜交替生长，非晶膜层逐步过渡到晶化薄膜;随后薄膜晶化率提高，晶粒尺寸增大，薄膜生长表面愈加有利于沉积粒子规整排列，如此形成良性循环，促使薄膜晶化率和晶粒尺寸不断增加，薄膜生长速率不断提高。并且薄膜生长过程中不同尺寸纳米晶粒与非晶薄膜同时生长，使薄膜晶化程度与微结构横向分布不均匀。 (2)随氢稀释条件增强，薄膜晶化率、晶粒尺寸呈先升后降的变化趋势。氢稀释可以增强沉积粒子表面扩散、破坏Si-Si弱键，促进薄膜晶化;但过度的氢稀释阻碍沉积粒子的释氢反应并产生SiHn重基团，不利于薄膜晶化。 (3)随衬底温度的升高，薄膜晶化率、晶粒尺寸呈先升后降的变化趋势。衬底温度的升高有助于增强沉积粒子表面扩散，促进薄膜晶化;但过高的衬底温度会使薄膜表面受到强烈刻蚀，并使大量氢原子溢出降低氢稀释比，阻碍薄膜晶化。 (4)PECVD系统沉积微晶硅薄膜时，在40Pa沉积压力、5×10-4Pa本底真空、100W射频功率条件下，氢稀释比R=28.6、衬底温度T=200℃的沉积条件较有利于薄膜晶化。