资源描述：
《薄膜的制备及其在太阳能电池中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第28卷第2期半导体学报Vol.28No.22007年2月CHINESEJOURNALOFSEMICONDUCTORSFeb.,20071nm/s高速率微晶硅薄膜的制备及其在太阳能3电池中的应用•张晓丹张发荣赵颖陈飞孙建魏长春耿新华熊绍珍(南开大学光电子薄膜器件与技术研究所,光电子薄膜器件与技术天津市重点实验室,天津300071)摘要:采用甚高频等离子体增强化学气相沉积技术,在相对较高气压和较高功率条件下,制备了不同硅烷浓度的微晶硅材料.材料沉积速率随硅烷浓度的增加而增大,通过对材料的电学特性和结构特性的分析得知:获得了沉积速率超过1nm/s高速率器件质量级微晶硅薄膜,并且也初步获得
2、了效率达613%的高沉积速率微晶硅太阳电池.关键词:甚高频等离子体增强化学气相沉积;微晶硅薄膜太阳电池;高沉积速率PACC:8115H中图分类号:TN30411文献标识码:A文章编号:025324177(2007)0220209204积速率微晶硅薄膜,特别是高速率器件质量级微晶1引言硅薄膜的研究还处于起步阶段.本文采用甚高频等离子体增强化学气相沉积技氢化微晶硅薄膜和微晶硅太阳电池已经成为硅术,在较高气压和较高功率的前提条件下,获得了沉[1～3]薄膜太阳电池的研究热点.因为微晶硅薄膜太积速率达1nm/s以上的器件级微晶硅薄膜,微晶硅阳电池的制备技术与现有的非晶硅薄膜和电池的制薄膜太阳电
3、池的效率也达到了613%.备技术兼容,而且微晶硅薄膜太阳电池几乎不存在[4]光致衰退效应(SWE).另外,微晶硅薄膜太阳电2实验池和非晶硅薄膜太阳电池组成叠层电池将充分利用[5]太阳光谱,提高太阳电池的光电转换效率.实验中所有微晶硅材料和电池都是在新研制的目前,国际上对于微晶硅薄膜和太阳电池的研国际先进的多功能化学气相沉积系统(clusterCVD究非常关注,主要集中在中国的南开大学光电子薄system)中制备的.如图1所示,该系统由5个沉积室、[6][7]膜器件与技术研究所,美国的UnitedSolar,日一个装片室(LL)和中央传输室组成,分别可用于沉[8][9]本的Kaneka
4、公司,德国的Julich光伏研究所,积太阳电池中的p层,i层(VHF室和HW室)和n层,[10][11]荷兰的Utrecht大学和瑞士的IMT研究所.这些单位在微晶硅太阳电池上效率都已经达到9%以上,但沉积速率都还不是很高(015nm/s以下).实际上,太阳能光伏发电是解决能源危机和环境保护问题的一个非常有前景的技术.但要实现硅薄膜太阳电池产业化,特别是微晶硅薄膜太阳电池的产业化,提高其沉积速率是重中之重.这是由于对于微晶硅薄膜,其在可见光的吸收系数要比非晶硅薄膜[3]低,这样为了充分利用太阳光,微晶硅薄膜太阳电[12][13]池的厚度要大于110μm.Mai和Kondo分别报道了在
5、沉积速率达到1nm/s以上的微晶硅薄膜和图1实验用多功能CVD系统(clusterCVDsystem)Fig.1Multi2functionalclusterCVDdepositionsys2微晶硅太阳电池.而国内目前对微晶硅薄膜和太阳[14,15]tem电池的研究报道还仅限于低沉积速率,对高沉3国家重点基础研究发展规划(批准号:2006CB202600),国家自然科学基金(批准号:60506003),天津市自然科学基金(批准号:05YFJMJC01600),中国2希腊政府间合作基金和新世纪优秀人才计划资助项目•通信作者.Email:xdzhang@nankai.edu.cn2006
6、209206收到,2006210209定稿2007中国电子学会210半导体学报第28卷另外,SiN室可以用于沉积薄膜晶体管中的绝缘层.出:总的趋势是随硅烷浓度增加,材料的暗电导在逐材料沉积所采用的衬底为氢氟酸(5%)腐蚀过的渐减小,而光敏性则给出了相反的规律.这主要是由Corning7059玻璃.硅烷浓度(SC=[SiH4]/[SiH4于硅烷浓度的增加,使得制备薄膜的结构由微晶向+H2])为5%～9%,采用的沉积气压为267Pa,功非晶转变(图4和图5).而同非晶硅材料相比,微晶率为65W.硅薄膜在电学特性上表现为暗电导大,光敏性小.在材料的沉积速率采用AMBios公司的台阶仪硅烷浓
7、度为7%～715%时,制备材料的光敏性在-6-6(XP22型)测试.光、暗电导测试是通过Keithly617500～1000之间,暗电导在110×10～112×10采用共面蒸发铝电极测试.激活能测试是在真空条S/cm之间.件下进行的.喇曼散射光谱采用MKIRenishaw2000型进行测试,激光器是波长63218nm的He2Ne激光器,探测器是CCD制冷型,功率为215mW.采用对喇曼谱进行高斯拟合计算得到晶化[16]率.X射线衍射谱测试采用D/max22
