多晶硅薄膜籽晶層制備及性質(zhì)分析.pdf

1、隨著化石能源的日益枯竭，發(fā)展和利用可再生能源特別是太陽電池已成為世界各國經(jīng)濟(jì)中的重要課題。在各類太陽電池中，多晶硅薄膜太陽電池因兼具低材料消耗、低成本和性能穩(wěn)定、長壽命的雙重優(yōu)點、以及可借鑒微電子器件的成熟工藝而備受矚目。多晶硅薄膜太陽電池通常制備在異質(zhì)襯底上，由于異質(zhì)襯底與多晶硅薄膜的熱膨脹系數(shù)及晶格常數(shù)不匹配，因而在制備多晶硅薄膜之前，需要在異質(zhì)襯底上首先沉積一層高質(zhì)量的多晶硅薄膜作為籽晶層。多晶硅薄膜籽晶層的結(jié)構(gòu)性質(zhì)對后期多晶硅薄

2、膜太陽電池性能有著至關(guān)重要的影響。
　　本文采用磁控濺射和快速熱退火(RTA)技術(shù)在石墨襯底上制備多晶硅薄膜籽晶層，系統(tǒng)地研究了不同襯底溫度、不同RTA退火溫度和退火時間對石墨襯底薄膜多晶硅籽晶層結(jié)構(gòu)性質(zhì)的影響。并利用X射線衍射(XRD)，以及拉曼光譜(Raman)對多晶硅薄膜籽晶層結(jié)構(gòu)性質(zhì)進(jìn)行了表征與分析。取得的主要成果如下:
　　1.利用磁控濺射和RTA技術(shù)在石墨襯底上制備出了多晶硅薄膜籽晶層樣品。首先利用磁控濺射在石墨

3、襯底上直接沉積硅薄膜，然后利用RTA技術(shù)對其晶化。通過XRD和Raman測試分析表明，直接沉積的樣品為非晶態(tài)，而RTA晶化后樣品已由非晶態(tài)轉(zhuǎn)為多晶態(tài)，可以作為生長多晶硅薄膜的籽晶層。
　　2.RTA過程中，通過XRD分析發(fā)現(xiàn)，增加退火溫度和延長退火時間能夠提高多晶硅薄膜籽晶層Si(220)晶面擇優(yōu)取向。
　　3.磁控濺射過程中，襯底溫度對于多晶硅薄膜籽晶層Si(220)晶面擇優(yōu)取向和結(jié)晶化程度有著重要的影響。研究發(fā)現(xiàn)了形成S