非晶碳及非晶碳化硅薄膜的制備及光學(xué)性能研究.pdf

1、太陽能因具有取之不盡用之不竭、清潔無污染等優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展前景十分廣闊。在有效利用太陽能方面，太陽能電池是近年來最具活力、發(fā)展最快的研究領(lǐng)域之一，受到各國(guó)高度重視。太陽能電池的開發(fā)應(yīng)用已逐步走向產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化，在人們的生產(chǎn)、生活中占據(jù)日益重要的地位。
　　氫化非晶碳化硅(a-SiC:H)薄膜具有較寬的光學(xué)帶隙，是 pin型非晶硅薄膜太陽能電池較為理想的窗口材料。氫化非晶碳(a-C:H)薄膜具有紅外區(qū)域透過率高、硬度高、耐摩擦、熱膨脹系數(shù)

2、小等優(yōu)點(diǎn)，可作為太陽能電池的保護(hù)膜和抗紅外反射膜。
　　本文采用傳統(tǒng)的射頻等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(RF-PECVD)方法制備a-C:H及a-SiC:H薄膜。借助激光拉曼光譜(Raman)、傅立葉變換紅外光譜(FTIR)和紫外可見(UV-Vis)光譜等手段，重點(diǎn)研究氫氣/甲烷(H2/CH4)流量比、甲烷/硅烷(CH4/SiH4)流量比和射頻功率等工藝參數(shù)對(duì)薄膜沉積速率、微結(jié)構(gòu)、成鍵情況以及光學(xué)性能的影響。取得的主要研究成果如下：

3、r>　　(1)增大H2/CH4流量比和射頻功率有助于提高a-C:H薄膜的沉積速率，但過高的射頻功率反而會(huì)降低薄膜沉積速率；a-SiC:H薄膜沉積速率隨著CH4/SiH4流量比的增加而降低。
　　(2)隨著H2/CH4流量比的增加，a-C:H薄膜Raman光譜中D峰和G峰向低波數(shù)方向移動(dòng)，sp3鍵的含量增加，薄膜中金剛石成分增加，D峰和G峰的強(qiáng)度之比ID/IG值減小；隨著射頻功率的提高，sp2鍵的含量增加，薄膜中石墨相成分增加，ID

4、/IG值增大。對(duì)于a-SiC:H薄膜，Raman測(cè)試結(jié)果表明，隨著CH4/SiH4流量比的增加，薄膜的有序度逐漸降低。FITR測(cè)試結(jié)果表明，a-SiC:H薄膜中Si-C鍵和C-C鍵的強(qiáng)度隨著CH4/SiH4流量比的增加而增大。
　　(3)UV-Vis光譜研究表明，隨著H2/CH4流量比的增加，a-C:H薄膜的透過率增加，吸收邊隨之向短波方向移動(dòng)，光學(xué)帶隙增大；隨著射頻功率的提高，薄膜的透過率減少，吸收邊隨之向長(zhǎng)波方向移動(dòng)，光學(xué)帶隙