磁控濺射制備a-Si-H-c-Si異質(zhì)結(jié)及硅量子點(diǎn)多層膜結(jié)構(gòu)性能研究.pdf

1、能源危機(jī)、環(huán)境污染與溫室效應(yīng)是人類社會(huì)發(fā)展正面臨的重大挑戰(zhàn)，開發(fā)新能源和可再生清潔能源成為21世紀(jì)最具決定影響的研究領(lǐng)域之一。太陽能做為可再生清潔能源，當(dāng)前開展對(duì)太陽能電池研究與開發(fā)的顯得尤為重要。HIT太陽能電池和多帶隙硅量子點(diǎn)太陽能電池是硅基薄膜太陽能電池發(fā)展的趨勢(shì)之一?；诖趴貫R射技術(shù)探索濺射工藝對(duì)硅基薄膜太陽能電池材料結(jié)構(gòu)和光電性能的影響為提高太陽能電池光電性能及降低組件成本開拓了一條嶄新的道路。
　　 本文采用直流磁控

2、濺射技術(shù)，在載玻片襯底上和(100)晶面N型直拉單晶硅片襯底上分別制備了P型a-Si:H薄膜材料以及構(gòu)成HIT太陽能電池基本器件的a-Si:H(p+)/c-Si(n)異質(zhì)結(jié);采用常規(guī)磁控濺射和反應(yīng)磁控濺射交替沉積，在(100)晶面N型直拉單晶硅片襯底上制備了硅基底a-Si/SiNx多層薄膜材料，并對(duì)該多層膜進(jìn)行真空1200℃保溫3小時(shí)隨爐冷卻的退火處理，得到nc-Si/SiNx多層膜量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)。通過對(duì)所制備試樣的測(cè)試分析，討論了濺射時(shí)間

3、和濺射氣體流量對(duì)試樣結(jié)構(gòu)和性能的影響，結(jié)果如下:
　　 (1)在使用直流磁控濺射技術(shù)制備非晶硅薄膜的過程中通入H2，能有效地在薄膜中引入H原子,腐蝕高能原子基團(tuán)、補(bǔ)償懸掛鍵，起到鈍化作用，增強(qiáng)了a-Si:H薄膜材料的有序化程度:而且通過改變?yōu)R射時(shí)間和濺射H2流量，能實(shí)現(xiàn)對(duì)a-Si:H薄膜在可見光區(qū)域平均透過率T和帶隙寬度乓的控制，并且得到:濺射時(shí)間越長(zhǎng)、氫氣流量的增加對(duì)a-Si:H薄膜Eg和CH(薄膜結(jié)構(gòu)有序化程度)的增幅影響越

4、大;濺射H2流量越大、濺射時(shí)間的延長(zhǎng)對(duì)a-Si:H薄膜Eg和CH(薄膜結(jié)構(gòu)有序化程度)的降幅影響越小。
　　 (2)由于P型a-Si:H薄膜Eg和CH(薄膜結(jié)構(gòu)有序化程度)的改變對(duì)a-Si:H(p+)/c-Si(n)異質(zhì)結(jié)光電性能共同作用影響的不平衡，導(dǎo)致直流磁控濺射濺射沉積P型a-Si:H薄膜過程中，濺射氫氣流量和濺射時(shí)間的改變對(duì)a-Si:H(p+)/c-Si(n)異質(zhì)結(jié)光電性能的影響呈非線性變化關(guān)系;
　　 (3)利