气体流量对氢化非晶氧化硅(a-SiO_x∶H)钝化性能影响

本征钝化层是非晶硅/晶体硅异质结太阳电池的核心技术之一,以n型直拉单晶硅片(n-Cz-Si)为衬底采用热丝化学气相沉积法(HWCVD)沉积氢化非晶氧化硅(a-SiO_x∶H),研究气体流量对其钝化性能的影响。结果表明,CO_2,H_2,SiH_4流量均能显著的影响a-SiO_x∶H钝化性能,最优钝化效果CO_2,H_2,SiH_4流量分别为0.3 sccm,16sccm,10 sccm,双面沉积a-SiO_x∶H后硅片的少子寿命达到了466 s(注入浓度取1×10 cm^(-3))。

氢化非晶硅薄膜H含量控制研究进展

氢化非晶硅薄膜(a-Si∶H)是目前重要的光敏材料,而薄膜中的H含量及组态对薄膜的稳定性有着极其重要的影响。介绍了H对薄膜稳定性影响的原理,提出了控制薄膜中的H含量的必要性。分析了H在H稀释硅烷法制备氢化非晶硅中的作用,论述了制备工艺中衬底温度、H稀释比、气体压强等对薄膜H含量的影响及其机理,并对用不同方法控制H含量的优缺点进行了比较,分析了通过以上三种方法控制薄膜H含量的局限性。探寻了控制薄膜H含量的新方法,并对该领域的发展方向进行了展望。

氢化非晶硅薄膜的制备与工艺参数优化

采用间接型射频等离子体增强化学气相沉积方法,通过改变H_2/SiH_4气流量比、工艺功率和工艺压强,制备出了氢化非晶硅薄膜。研究了H_2/SiH_4气流量比、工艺功率以及工艺压强对非晶硅薄膜光学特性的影响。实验结果表明,该方法可以制备出氢化非晶硅薄膜,且通过改变实验条件,可以改变薄膜微观结构及成分;随着H_2/SiH_4气流量比的增加,SiH化合物含量增加,多氢化合物含量降低;适当增加射频功率,可以提高薄膜表面的均匀性,同时,功率的增加会使氢含量增加;此外,薄膜表面氢含量随工艺气压的降低而减小。

α-SiO_x∶H钝化Cz-Si表面的工艺优化与机制分析

氢化非晶氧化硅(α-SiOx∶H)是一种优质的硅片表面钝化材料。采用PECVD法,以SiH4、CO2和H2作为气源制备α-SiOx∶H薄膜钝化Cz-Si表面,研究了沉积气压和CO2∶SiH4流量比对钝化效果的影响规律及作用机制。采用准稳态光电导法测试了硅片的有效少子寿命并依此计算出其表面复合速率以对薄膜的钝化效果进行定量表征,采用光谱型椭偏仪测试了样品的介电常数虚部ε2谱对样品微观结构进行了定性分析。结果表明,(1)在所研究范围内,氧掺入非晶硅薄膜使得薄膜结构趋向非晶化,沉积气压主要对薄膜中的空位浓度造成影响,而CO2/SiH4流量比的增加可增加薄膜中的H含量并改变了硅氢键的结构,从而影响薄膜的钝化效果;(2)在CO2/SiH4流量比为3.0/3.0mL/min,沉积气压为22Pa条件下获得了最优钝化效果,钝化后硅片有效少子寿命为975μs,表面复合速率为3.9cm/s。

a-Si:H薄膜的表面光电压谱和光电化学特性研究

采用表面光电压谱和光电化学方法 ,对不同掺杂类型的氢化非晶硅 (a- Si:H)薄膜的光伏响应和光电化学特性进行了研究 ,测定了 a- Si:H薄膜的能带结构 ,为 a-

基于沉积温度优化和后退火工艺改善a-Si∶H/c-Si界面钝化质量的研究

a-Si∶H薄膜作为钝化层,在提高硅异质结太阳能电池效率方面发挥关键作用,工业化生产中通常采用PECVD法制备制备a-Si∶H薄膜。在本文中,首先对关键工艺参数如沉积温度进行了优化,并在160℃下获得了最佳的钝化效果。接着,通过傅里叶变换红外光谱法对a-Si∶H薄膜的微结构进行表征,以探索其钝化机理:低温下制备的a-Si∶H薄膜氢浓度高并有微空洞,从而影响钝化效果;高温下制备的a-Si∶H薄膜消除了微空洞而明显改善钝化质量。但是,过高的沉积温度又会导致a-Si∶H薄膜中微空位的产生从而影响钝化效果。此外,对比了两种典型后退火工艺对钝化效果的影响:一种是基于200℃退火10min,一种是基于450℃退火30s,并对相关钝化机理进行了研究。结果表明,第二种退火方式明显改善样品的钝化效果,主要原因是该退火消除了低温沉积样品中的微空洞和高温沉积样品中的微空位。最后,通过透射电镜研究了退火后的a-Si∶H/c-Si界面微结构,并未观察到影响钝化效果的外延生长。

PCVD法沉积a-Si∶H薄膜初始阶段的计算机模拟

利用MonteCarlo模型研究了用PCVD法沉积a Si∶H薄膜初始阶段团簇的大小和数目与衬底温度的关系。该模型考虑了两个成长阶段 ,即成核阶段和晶核成长阶段 ;3种动力学过程 ,即粒子入射、吸附粒子扩散和吸附粒子脱附过程。模拟结果表明 ,随着衬底温度的升高 ,团簇的数目和大小都有所增长 ,且存在一个最佳温度 5 5 0K ,使团簇的数目达到饱和 ,晶粒为最大 。

a－SiN∶H的退火处理及其对a－Si∶H TFT性能与可靠性的影响

研究了ａ－ＳｉＮ：Ｈ的退火行为及其作为栅介质使用时，退火对ａ－Ｓｉ：ＨＴＦＴ工作特性和可靠性的影响．实验事实表明，在３８０℃以下的退火处理使ａ－ＳｉＮ：Ｈ介电常数的变化呈单调上升趋势，对ａ－Ｓｉ：ＨＴＦＴ的工作特性和可靠性有明显的改善，温度进一步升高时，介电常数减小，ａ－Ｓｉ：ＨＴＦＴ特性变坏．

用于汽车控制系统的a-Si:H薄膜温度传感器

本文介绍了一种成本低廉、灵敏度高的新型氢化非晶硅(a-Si:H)薄膜温度传感器的工作原理、样品结构和制备方法。同时还报导了作者对这种传感器研制的初步结果。

氢化非晶硅氧薄膜微结构

以Raman散射、X射线电子能谱和红外吸收光谱细致研究了PECVD法250℃衬底温度下制备的氢化非晶硅氧（a-SiOx:H）薄膜的微结构及键构型.研究表明,在0.525≤x≤1.58的氧含量范围内,a-SiOx:H薄膜成分和结构不是均一的,依赖于局域键构型氧化程度的不同,大致存在着5种在一定程度上相互分离的结构组分,即Si,SiO（:H）,SiO（:H）,SiO2（:H）和SiO2.其中的Si相以非氢化的非晶硅（a-Si）颗粒形式存在,随氧含量x的增加其尺度持续减小但始终存在.提出一种多壳层模型来描述a-SiOx:H薄膜的结构,认为a-SiOx:H薄膜中a-Si颗粒依次为Si2O（:H）,SiO（:H）,Si2O3（:H）和SiO2壳层所包围.随薄膜氧含量x的增加,各壳层厚度相应变化但各自的化学构成基本保持不变.

RF-PECVD制备微晶硅薄膜的X射线衍射研究

采用X射线衍射(XRD)技术连续扫描法和薄膜衍射法对RF-PECVD制备的微晶硅薄膜结构进行了研究。改变硅烷浓度和反应功率,控制薄膜的生长速率,已达到制备不同材料的目的。根据硅基薄膜的电学特性和XRD测试,随着反应功率的增加,硅基薄膜的生长速率不断提高,微晶硅薄膜的晶化程度不断增大。

掺铒硅基材料发光的研究进展

对近几年来几种掺饵硅基材料的发光特性及光致发光和电致发光的机理的研究进展作综合介绍,并对掺铒硅基材料发光今后的研究发展提出自己的一些看法。

a-Si∶O∶H薄膜微结构及其高温退火行为研究

以微区Raman散射、X射线光电子能谱和红外吸收对等离子体增强化学气相沉积 (PECVD)法制备的氢化非晶硅氧 (a Si∶O∶H)薄膜微结构及其退火行为进行了细致研究 .结果表明a Si∶O∶H薄膜具有明显的相分离结构 ,富Si相镶嵌于富O相之中 ,其中富Si相为非氢化四面体结构形式的非晶硅 (a Si) ,富O相为Si,O ,H三种原子随机键合形成的SiOx∶H(x≈ 1.35 ) .经 115 0℃高温退火 ,薄膜中的H全部释出 ;SiOx∶H (x≈ 1.35 )介质在析出部分Si原子的同时发生结构相变 ,形成稳定的SiO2 和SiOx(x≈ 0 .6 4) ;在析出的Si原子参与下 ,薄膜中a Si颗粒固相晶化的成核和生长过程得以进行 ,形成纳米晶硅 (nc Si) .研究发现此时的薄膜具有典型的壳层结构 ,在nc Si颗粒表面和外围SiO2 介质之间存在着纳米厚度的SiOx(x≈ 0 .6 4)

稳定、优质nc-Si/a-Si:H薄膜的研制和特性分析

利用等离子体增强化学气相沉积技术研制出了优质稳定的氢化非晶 纳米晶两相结构硅薄膜 .薄膜的光电导率相对于器件质量的非晶硅有两个数量级的提高 ;光敏性也较好 ,光、暗电导比可以达到 10 4,此外薄膜的光电导谱具有更宽的长波光谱响应 .更为重要的是薄膜的光致退化效应远小于典型的非晶硅薄膜 ,在光强为 5 0mW/cm2 的卤钨灯光照 2 4h后 ,光电导的衰退小于 10 % .这种薄膜优良的光电性能源于薄膜中的非晶母体的存在使其在光学跃迁中的动量选择定则发生松弛 ,因而具有大的光学吸收系数和较高的光敏性 ;相对于典型非晶硅而言 ,薄膜的中程有序度得到了较大的改善 ,并具有小的深隙态密度 ;薄膜中存在的纳米尺寸的微晶颗粒 ,提供了光生载流子的复合通道 ,在非晶母体中的电子空穴对可以转移到微晶颗粒中进行复合 ,这样抑制了非晶母体中的非辐射复合 。

Effects of Nanostructured Back Reflectors on the External Quantum Efficiency in Thin Film Solar Cells

Hydrogenated 非结晶的 Si (-Si:H) 由于它的低费用，高丰富，长一生，和非毒性是为光电的应用的有希望的材料。我们表明设计在光电的设备在量效率上调查 nanostructured 背反射镜的效果的一台设备。我们采用一种 superstrate 配置以便我们可以使用为比较作为一本参考书为薄电影太阳能电池套住策略的常规工业光。我们经由晶片规模控制了 nanostructure 参数自己组装技术并且系统地学习了在 nanostructure 之间的关系尺寸和光电流产生。在与减少的 nanostructure 规模红移动的显示出的短波长的获得 / 损失转变。在红外线的区域， nanostructured 背反射镜与修改特征规模显示出大光电流改进。这设备几何学是为由 nanostructures 调查吸收改进的一个有用原型。

Structural evolution and electronic properties of phosphorus-doped hydrogenated amorphous silicon thin films deposited by PECVD

The relationship between structure and electronic properties of phosphorus-doped hydrogenated amorphous silicon(a-Si:H) thin films was investigated.Samples with different features were prepared by plasma enhanced chemical vapor deposition(PECVD) at various substrate temperatures.Raman spectroscopy and Fourier transform infrared(FTIR) spectroscopy were used to evaluate the structural evolution,meanwhile,electronic-spin resonance(ESR) and optical measurement were applied to explore the electronic properties of P-doped a-Si:H thin films.The results revealed that the changes in materials structure affect directly the electronic properties and the doping efficiency of dopant.