外源等離子體濺射Mg2Si薄膜以及光電性能的研究.pdf

1、Mg2Si是一種具有間接帶隙的半導(dǎo)體材料，其原料貯備豐富，且環(huán)境友好，極富應(yīng)用前景。它的吸收帶邊位于0.74 eV左右（波長約1600 nm），在1.3μm左右光吸收系數(shù)高達104/cm，比晶硅材料高一兩個數(shù)量級，因此僅幾百納米的厚度就可以實現(xiàn)對太陽光近紅外波段的充分吸收。那么本論文的實施，將為薄膜太陽電池的發(fā)展奠定堅實的理論與實驗基礎(chǔ)，為我國自主研發(fā)低成本、可持續(xù)、環(huán)境友好的薄膜電池開辟一條嶄新的途徑，具有重要的經(jīng)濟環(huán)保價值及社會效益

2、。
　　本文采用外源等離子體濺射法（HiTUS）制備Mg2Si薄膜。該系統(tǒng)采用等離子體束轟擊Mg/Si組合靶材來沉積Mg2Si薄膜。
　　對制備出的薄膜樣品進行一系列的性能表征：使用臺階儀對薄膜厚度的測量，X-射線衍射儀(XRD)對薄膜進行晶體學分析，并用場發(fā)射電子掃描顯微鏡(FESEM)觀察薄膜的表面顯微形貌，采用X-射線光電子能譜(XPS)來表征薄膜表面的元素價態(tài)的變化規(guī)律，納米壓痕對薄膜力學性能的研究，UV-Vis表征

3、薄膜的光學性能，利用霍爾測試系統(tǒng)表征薄膜的電學性能。具體結(jié)論如下：
　　1、研究了不同濺射工藝參數(shù)下的Mg的沉積速率與Si的沉積速率，同時還通過一系列實驗來確定組合靶材的Mg/Si面積比，當Mg/Si面積比為1/2.5時，可以制備出符合化學計量比的Mg2Si薄膜。
　　2、熱處理前后薄膜的結(jié)晶與性能都發(fā)生了變化，沉積狀態(tài)的薄膜都是非晶態(tài)，經(jīng)過熱處理之后薄膜都發(fā)生了不同程度的結(jié)晶，當退火溫度500℃時，薄膜的結(jié)晶化程度比較好，