磁控濺射沉積氫化非晶硅薄膜及其結晶過程的研究.pdf

1、非晶硅薄膜廣泛應用在太陽能電池的生產(chǎn)中，但因為其光電轉換效率低，且會出現(xiàn)光致退現(xiàn)象；所以關于非晶硅改性研究得到普遍的重視，本文采用磁控濺射沉積氫化非晶硅薄膜，通過X射線衍射儀(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)、Langmuir探針、紫外，可見分光光度計等分析方法，研究了氫分壓和濺射功率對Ar-Si系等離子體、硅薄膜結構和性能以及其退火晶化結構和性能的影響。
　　 研究結果表明：隨著氫分壓的增大，氣體壓強增加，使得氣體分子間的碰

2、撞幾率增大，導致離子密度和離子流通量均增大；沉積得到氫化非晶硅薄膜，在其非晶結構中彌散分布著少量的納米晶顆粒，降低了缺陷密度，從而降低了薄膜的光透過率；氫化非晶硅薄膜退火后結構轉變?yōu)槲⒕B(tài)，平均晶粒尺寸為5～8nm;晶化率為75～83％;可見光透過率大幅度降低。
　　 隨著濺射功率的增大，離子密度和離子流通量增加，轟擊靶材的離子能量增大，所以濺射出的靶材原子在基體上能夠更充分的擴散，使得非晶硅薄膜組織中的納米晶比例增大，相同退火

3、溫度下需要晶化的時間隨之減少，晶粒尺寸和晶化率隨之增大；當直流濺射功率為1190W時，沉積的非晶硅退火10min后轉變?yōu)槲⒕ЫY構，平均晶粒尺寸為8nm，晶化率為77％。
　　 與相同功率的直流濺射對比，射頻濺射是離子和電子交替轟擊靶材，使得濺射出的部分靶材原子動能較小，不足以輸運至基體，導致沉積速率較??；但是低的沉積速率導致到原子能夠充分擴散，增加了非晶硅薄膜組織中的納米晶比例，所以相同退火溫度下需要的晶化時間短，得到的微晶硅薄