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在石油和天然气价格不断上扬的今天,可再生能源(尤其是太阳能)的研究业已成为各国各大研究小组研究的重点。随着第三代太阳能电池——薄膜太阳能电池的深入研究,要提高多晶硅薄膜太阳能电池的光伏转换效率,制备高质量的多晶硅薄膜是从本质上解决问题的一个途径。 本文在制备高质量多晶硅薄膜方面做了些探索性的工作,通过激光Raman谱和X射线衍射仪(XRD)对热处理前后的等离子体化学气相沉积(PECVD)法和电子束蒸发(EBE)法所制的硅薄膜进行了分析。 首先,以PECVD法为硅薄膜制备技术,实验取得了如下结果: 对PECVD法制备多晶硅薄膜的六个影响参数的调节方案是固定五个参数而调节余下的一个参数。其中,五个参数皆有三个对应的可调值:氢气和硅烷气体流量比有100sccm/1sccm、100sccm/5sccm和50sccm/5sccm,射频功率有50W、30W和10W,衬底温度有350℃、200℃和常温,工作压强有24Pa、48Pa和72Pa,而沉积时间有30min、60min和90min。而电极距离有四个对应的可调值:5.5cm、5.0cm、3.0cm和1.5cm。研究结果发现:所得薄膜皆为非晶硅薄膜。其中,对电极距离进行变更后,系统未能正常工作。据此可知,影响PECVD制备多晶硅薄膜的关键参数很有可能就是电极距离和硅烷的稀释气体氩气。 为制备多晶硅薄膜,对所制非晶硅薄膜进行后续热处理。研究结果发现:较仅经过800℃下5h、10h和22h常规热处理(SPC)的晶化薄膜,经过800℃、60s快速热处理(RTP)的非晶硅薄膜在常规热处理后所得的晶化薄膜有着更大的平均晶粒尺寸和更高的晶化率。研究结果表明:低温短时快速热预处理能促进在后续常规热处理中的非晶硅薄膜的晶化过程进而提高了薄膜的晶化率。 通过分析非晶硅薄膜的晶化率和晶化所得多晶硅薄膜的残余应力,研究发现:在同一快速热处理条件下,硅基薄膜比石英基薄膜有着更高的晶化率,而且去氢处理会降低石英基薄膜的晶化率。此外,经过去氢处理的硅基薄膜的残余应力水平要低于经过去氢处理的石英基薄膜的残余应力水平,而且去氢处理会提高石英基薄膜的残余应力水平。研究结果表明:衬底性质和去氢处理对氢化非晶硅薄膜的晶化有着重要的影响。 其次,以电子束蒸发(EBE)法为硅薄膜制备技术:分别在150℃、200℃、