高电导率宽带隙窗口材料的研究

《高电导率宽带隙窗口材料的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要本论文采用了RF辉光放电和VHF辉光放电两种方法，从优化B掺杂比、调整输入功率、改变C02ISiH4之LP,Z个方面，进行了P型a-SiO：H薄膜、P型扯c—SiC：H薄膜、P型I．tc．Si：H薄膜和P型a-SiC：H薄膜的制各：对它们的光电特性进行了可靠的测试与分析。这些光电特性包括电导、光学带隙、吸收系数。论文对这四种窗口材料的光电特性进行了分析和比较，认为p型pc．SiC：H薄膜和P型“c-Si：H薄膜是优良的pin太阳电池的窗口材料。关健词：太阳电池了窗口层：微晶硅、非晶硅、超高频等离子体增竭化学气相沉积、射频等离子体

2、增强丝堂怠担运蛰丫电导<吸收系数丫光学带隙Y光电特性、／ABSTRACTThefourtypesofwindowmaterialsforsiliconthinfilmsolarcells，includingPtypea．SiO：H，Ptypepc-SiC：H，Ptypeuc·Si：HandPtypea-SiC：Hthinfilms，arepreparedbyoptimizingborondopingratio，depositiontemperatureandtheratioofcarbondioxideandsilane．Theph

3、oto·electroniccharacteristics，includingconductance，opticalgapandabsorptioncoefficient，aretestedandanalyzed．Thephoto-electroniccharacteristicsofthefourtypesofwindowmaterialsarecompared．TheresultsindicatethatPtypeuC-SiC：HandPtype1．tc-Si：HaregoodwindowlayersforSi—basedpin

4、structuresolarcells．．Keywords：solarcell、windowlayer、microcrystallinesilicon、amorphoussilicon、VHF-PECVD、rf-PECVD、conductance、absorptioncoefficier!t、opticalgap、photo-electroniccharacteristic高电导率宽带隙窗口材料的研究绪言1954年。第一个半导体太阳电池诞生，那是～个单晶硅p-n结器件，它的转换效率为O．6％。在随后的50年里，伴随着材料或电池结构上

5、的重大改进，最高效率的记录一次次被刷新。但是，单晶硅电池的价格很难大幅度下降。所以，低价格、长寿命、高稳定的薄膜电池成为光伏界的研究重点。南开大学光电子所对此进行了长时间的、卓有成效的研究工作。pin型太阳电池的窗口P层是影响电池整体性能的重要因素，其光学带隙的宽窄、电导率的高低将直接影响电池的短路电流及填充因子。为改善a．Si太阳电池的性能，没有一个好的P型层是不可能的。P型a．SiO：H材料比a-SiC：H窗口材料有更好的稳定性，而电导与光学带隙可与其相当。硅基薄膜材料微晶化以后，电导率可以大幅度提高，而光学带隙仍然较大。本论文

6、针对对非晶硅太阳电池影响比较大的窗口材料—P型层，进行了较为详细的研究及探讨。壹皇量奎童堂堕堕旦塑型盟堑塑一——第一章原理简介1．1辉光放电原理目前，主要的硅系半导体薄膜都是采用气相沉积法制备的。根据离解和沉积的方式不同，这种方法可分为气体的辉光放电分解法(GD)、溅射法(SP)、真空蒸发法、光．化学气相沉积法(光．CVD)和热分解法等。南开大学光电子所采用PECVD方法制备硅系半导体薄膜材料和太阳能电池。根据辉光放电功率源频率的不同，辉光放电可分为直流辉光放电、低频(几百KI-Iz)交流辉光放电、射频(RF，13．56MHz)辉光

7、放电和微波辉光放电。就功率源的耦合形式(即电极形式)而言，辉光放电装置又可分为外耦合电感式、外耦合电容式、内耦合平行板电容式和外加磁场式等。目前多采用射频电容形式，当在系统的两个电极之间加上电压时，由阴极发射出的电子从龟场中得到能量，与反应室中的气体原子或分子碰撞，使其分解、激发或电离，这一方面产生辉光，另一方面在反应室中形成很多电子、离子、活性基以及亚稳的原子和分子等，其中电子的密度高达109．1012erad。在一定的区域(阳极光柱区)中，粒子所带的正的和负的总电荷相等，是一种等离子体。辉光放电也称为等离子体辉光放电。组成等离子

8、体的这些粒子，经过一个复杂的物理．化学反应过程，就会沉积在衬底上而形成薄膜。当通入辉光放电系统中的稀薄气体产生放电现象时，在系统的两个电极之间就会形成放电电流。辉光放电分为有恒定电压特性的正常辉光放电和有电流饱和特性的异常辉光放电。在