硅基薄膜及太陽電池制備研究.pdf

1、目前，在工業(yè)生產(chǎn)上，Si太陽電池正在經(jīng)歷從第一代晶體硅電池向第二代薄膜電池的轉(zhuǎn)變。在實驗室中，對以薄膜疊層電池為代表的第三代高效太陽電池的研究與開發(fā)已成為人們研究的重點。微晶硅和微晶硅鍺薄膜由于具有良好的光學(xué)穩(wěn)定性、較大的電子遷移率、較窄的光學(xué)帶隙被應(yīng)用于疊層電池的中間層或底層，成為降低成本、提高電池效率的關(guān)鍵材料。
　　 在本論文研究中，我們用等離子體增強化學(xué)氣相沉積(PECVD)方法在低溫下制備了微晶硅薄膜和微晶硅鍺薄膜，對

2、這些薄膜的生長機理、結(jié)構(gòu)形態(tài)和光電特性進行了較為系統(tǒng)地研究。首次以Si3H8作為硅源氣體，制備了非晶硅太陽電池。論文的主要研究內(nèi)容和所獲得的主要研究結(jié)果總結(jié)如下：
　　 1、在用PECVD法制備微晶硅薄膜過程中，發(fā)現(xiàn)在稀釋氣體中加入Ar，能有效提高薄膜的生長速率和晶化率。基于所獲得的實驗結(jié)果我們認(rèn)為，H2和Ar在微晶硅薄膜生長過程中對低溫晶化都有積極的作用：H2能夠增加吸附先驅(qū)物的移動性，飽和懸掛鍵；Ar能增加源氣體的分解效率，

3、而且激發(fā)態(tài)的Ar*與薄膜生長表面碰撞釋放的大量熱能，能夠?qū)ιL表面進行化學(xué)退火，從而提高了薄膜的晶化率。
　　 2、在低溫下制備了微晶硅鍺薄膜，研究了H2和Ar流量對微晶硅鍺薄膜的結(jié)構(gòu)和光電性質(zhì)的影響。實驗結(jié)果表明，隨著Ar流量的增加，微晶硅鍺薄膜的晶化率顯著提高；隨著H2流量的增加，薄膜致密度和光電性能顯著提高。
　　 3、首次采用Si3H8作為源氣體用PECVD方法制備了非晶硅太陽電池，發(fā)現(xiàn)電池的效率比用SiH4作為