等離子輔助反應(yīng)熱CVD法制備微晶硅鍺材料及電池應(yīng)用.pdf

1、摘要摘要微晶硅鍺與目前廣泛研究的微晶硅材料相比具有帶隙更窄，吸收系數(shù)更高等優(yōu)點，作為疊層電池的底電池有源層材料將更有利于吸收太陽光中的長波部分，因此正在成為國際上研究的熱點。本論文在研究了反應(yīng)熱化學(xué)氣相沉積(RTCVD)法的基礎(chǔ)上，首次提出等離子輔助反應(yīng)熱化學(xué)氣相沉積(PARTCVD)技術(shù)，與單純的反應(yīng)熱化學(xué)氣相沉積法相比，具有可以和傳統(tǒng)的PECVD法制備非晶硅和微晶硅技術(shù)兼容的優(yōu)點。采用SiA和GeF4作為反應(yīng)氣體制備微晶硅鍺薄膜，分

2、別研究了反應(yīng)過程中襯底溫度、氫稀釋率、GeF4Si2H6流量比、等離子功率和壓強(qiáng)等參數(shù)對材料結(jié)構(gòu)及光電特性的影響。我們發(fā)現(xiàn):在實驗研究的范圍內(nèi)，隨著襯底溫度的升高材料光電特性變差材料晶化率隨著氫稀釋率的增大而提高在反應(yīng)中加入一定量的GeF4有利于制備出高質(zhì)量的微晶硅鍺。通過優(yōu)化反應(yīng)條件制備出了晶化率大約60%、光敏性接近103的器件質(zhì)量級微晶硅鍺材料。此外，論文中還對GeF4與Si2H6的熱反應(yīng)對沉積過程的影響進(jìn)行了討論。在材料研究的基

3、礎(chǔ)上，我們制備了單結(jié)Pi一型微晶硅鍺太陽能電池。在沒有界面處理和背反射的情況下首次獲得了4.1%的初始效率。關(guān)鍵詞:反應(yīng)熱化學(xué)氣相沉積等離子體化學(xué)氣相沉積微晶硅鍺太陽電池符號說明符號說明aSi:H—WeSi:H—WSiGe—CSi—PECVD—RTCVD—PARTCVD一氫化非晶硅氫化微晶硅微晶硅鍺單晶硅等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積反應(yīng)熱化學(xué)氣相沉積(reactivethemalCVD)等離子輔助反應(yīng)熱化學(xué)氣相沉積(plasmaassist