基于SiF4-H2-Ar混合氣體及電壓波形調(diào)制技術(shù)的微晶硅薄膜材料的制備.pdf

1、對(duì)于p-i-n型微晶硅薄膜太陽能電池，在保證整體性能的前提下，提升各層的沉積速度特別是吸收層尤為重要。本文采用射頻-等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝（RF-PECVD）針對(duì)SiF4/H2/Ar混合氣體結(jié)合最新的電壓波形調(diào)制（Tailored Voltage Waveform-TVW）技術(shù)系統(tǒng)研究了工藝參數(shù)對(duì)微晶硅薄膜沉積速率、晶化率以及生長機(jī)制的影響，并制備了性能優(yōu)異的微晶硅薄膜太陽能電池。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明氫氣（H2）對(duì)于薄膜的沉積

2、起到了至關(guān)重要的作用，它可與薄膜生長所需活性基團(tuán)生成反應(yīng)的衍生物氟（F）結(jié)合形成氟化氫（HF），從而保證薄膜沉積的持續(xù)進(jìn)行。H2消耗水平與薄膜沉積速度呈正相關(guān)，而這個(gè)消耗水平會(huì)受到沉積功率的限制。薄膜沉積速率也會(huì)隨Ar流量的增加而上升。反應(yīng)氣體溫度的上升會(huì)阻止反應(yīng)腔室內(nèi)納米顆粒的形成，從而導(dǎo)致薄膜沉積速率的下降。薄膜沉積速率會(huì)隨反應(yīng)氣體密度n和電極距離d的乘積n*d的變化而變化，并會(huì)在特定n*d值時(shí)達(dá)到一個(gè)最優(yōu)值。
　　采用TVW

3、技術(shù)在沉積腔室內(nèi)引入“電學(xué)不對(duì)稱效應(yīng)”（Electrical Asymmetry Effect-EAE），實(shí)現(xiàn)對(duì)到達(dá)襯底的離子流量和離子轟擊能量的分離控制。在離子流量基本不變的情況下實(shí)現(xiàn)對(duì)等離子體電勢Vpl，即最大離子轟擊能量的連續(xù)調(diào)控。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，微晶硅薄膜的生長機(jī)制與Vpl關(guān)系密切。當(dāng)H+和Si+分別以高于～30eV和～70eV的能量轟擊薄膜表面時(shí)會(huì)對(duì)薄膜的生長機(jī)制產(chǎn)生明顯影響，生長過程中的兩次相性轉(zhuǎn)化都會(huì)因此被嚴(yán)重延遲。在較低V