多孔硅上固相晶化制備晶硅薄膜的初步研究.pdf

1、在石油和天然氣價格不斷上揚的今天,可再生能源(尤其是太陽能)的研究己成為各國各大研究小組研究的重點.隨著第三代太陽能電池-薄膜太陽能電池的深入研究,要提高多晶硅薄膜太陽能電池的光伏轉(zhuǎn)換效率,制備高質(zhì)量的多晶硅薄膜是從本質(zhì)上解決問題的一個途徑. 本文在制備高質(zhì)量多晶硅薄膜方面做了些探索性的工作,薄膜轉(zhuǎn)移技術(shù)為開發(fā)低成本晶體硅薄膜太陽電池提供了一條嶄新的道路,利用強度低的中間層(孔隙率高的多孔硅層)的方法,在襯底和薄膜太陽電池之間,

2、待制好薄膜太陽電池后靠機械應(yīng)力把薄膜太陽電池與襯底分離,這是一類較新的太陽能電池制備方法. 本論文正是以制備優(yōu)良的多晶硅薄膜太陽能電池材料為目的,首先用電化學(xué)腐蝕方法制各多孔硅,然后在多孔硅上沉積硅膜并進行二次晶化. 首先,本實驗用電化學(xué)腐蝕法制備多孔硅,研究了腐蝕電流、腐蝕時間、和HF酸濃度、溫度對孔隙率的影響,以及多孔硅表面形貌的影響因素,進一步研究了多孔硅的剝離. 研究發(fā)現(xiàn):(1) 多孔硅的孔隙率隨著腐蝕電

3、流密度的增加、腐蝕時間的延長、溫度上升、HF濃度的減小而增加.但是要在一定范圍內(nèi)才有效,那就是保證不發(fā)生電拋光;(2) 電阻對多孔硅有很大的影響,電阻率大時不容易形成多孔硅層,只有電阻率很小時才能形成均勻的多孔硅層;(3) 由于多孔硅孔隙中的液體在自然氣化揮發(fā)過程中產(chǎn)生的巨大毛細應(yīng)力,新鮮多孔硅樣品表面在空氣里基本變干后發(fā)生龜裂;(4)增大多孔硅的腐蝕電流密度,使其大于多孔硅形成的臨界電流,發(fā)生電化學(xué)拋光,成功剝離了多孔硅層,多孔硅層在

4、近紫外-可見光-近紅外整個波段反射率都很低. 其次,以等離子體輔助化學(xué)氣相沉積(PECVD)法在多孔硅襯底上制備了非晶硅薄膜.為制備多晶硅薄膜,對多孔硅上非晶硅薄膜進行后續(xù)熱處理,用固相晶化的方法對非晶硅薄膜進行再結(jié)晶.研究了襯底、退火方式、溫度、摻雜、時間對薄膜晶化的影響.通過激光Raman譜和X射線衍射儀(XRD)對熱處理前后的等離子體化學(xué)氣相沉積(PECVD)法制的硅薄膜進行了分析.發(fā)現(xiàn):(1) 多孔硅上的硅膜晶化的效果比