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微晶硅薄膜带隙态及微结构的研究

物理学报 2009年第8期58卷 5716-5720页

作者：彭文博刘石勇肖海波张长沙石明吉曾湘波徐艳月孔光临俞育德中国科学院半导体研究所材料科学重点实验室北京100083 中国农业大学应用物理系北京100083

研究了氢化微晶硅薄膜费米能级以上的带隙态密度分布与薄膜微结构关系.采用拉曼谱和红外谱表征不同H稀释比制备的微晶硅薄膜的微结构.薄膜带隙态密度分布由调制光电流的相移分析技术测得.采用三相模型(非晶相、晶相和界面相)分析了薄膜... 详细信息

研究了氢化微晶硅薄膜费米能级以上的带隙态密度分布与薄膜微结构关系.采用拉曼谱和红外谱表征不同H稀释比制备的微晶硅薄膜的微结构.薄膜带隙态密度分布由调制光电流的相移分析技术测得.采用三相模型(非晶相、晶相和界面相)分析了薄膜带隙态密度与薄膜微结构的关系.结果表明,材料的带隙态密度随着界面相的增加而增加,当界面体积分数达到最大时,薄膜的带隙态密度也最大,即材料的带隙态密度与界面体积分数正相关.

关键词：带隙态界面相微晶硅调制光电流

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微晶硅p-i-n薄膜太阳电池研究进展

功能材料 2010年第5期41卷 746-750页

作者：李新利卢景霄李瑞郑州大学物理工程学院材料物理重点实验室河南郑州450051 河南工业大学河南郑州450052

相对于单晶硅和非晶硅来说,微晶硅薄膜太阳电池具有更多的优势。高速沉积高效微晶硅太阳电池已经成为当前研究的热点。综合介绍了微晶硅p-i-n太阳电池的结构以及基本原理、研究现状和存在的问题,并对其发展前景进行了展望。

关键词：太阳能电池微晶硅高速沉积

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微晶硅沉积的射频等离子体辉光发射谱

太阳能学报 2005年第5期26卷 621-625页

作者：朱锋赵颖魏长春孙建王岩宋红耿新华南开大学光电子所天津300071

采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)技术在高沉积功率、低衬底温度的条件下沉积微晶硅薄膜材料。光发射谱(OES)测量技术对等离子体辉光进行在线监测、分析,能够对等离子体中的生成物进行判别。实验表明,随着硅烷浓度的增加,... 详细信息

采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)技术在高沉积功率、低衬底温度的条件下沉积微晶硅薄膜材料。光发射谱(OES)测量技术对等离子体辉光进行在线监测、分析,能够对等离子体中的生成物进行判别。实验表明,随着硅烷浓度的增加,等离子体中SiH*、Hβ*、Hα*和H2*缓慢增大,而Hα*／SiH*单调下降; 随着辉光功率的增大,Hα*迅速增大,而SiH*、Hβ*和H2*趋于饱和,Hα*／SiH*单调上升;等离子体的辉光强度主要跟SiH、Hβ*和H2*数量成正比。

关键词： RF-PECVD 微晶硅 OES 等离子体

气体滞留时间对高速沉积的微晶硅薄膜性能的影响分析

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物理学报 2007年第5期56卷 2790-2795页

作者：郭群超耿新华孙建魏长春韩晓艳张晓丹赵颖南开大学光电子薄膜器件与技术研究所

实现高速沉积对于薄膜微晶硅太阳电池产业化降低成本是一个重要手段.采用超高频等离子体增强化学气相沉积(VHF-PECVD)技术,实现了微晶硅硅薄膜的高速沉积,并通过改变气体总流量改变气体滞留时间,考察了气体滞留时间在化学气相沉积(CVD)... 详细信息

实现高速沉积对于薄膜微晶硅太阳电池产业化降低成本是一个重要手段.采用超高频等离子体增强化学气相沉积(VHF-PECVD)技术,实现了微晶硅硅薄膜的高速沉积,并通过改变气体总流量改变气体滞留时间,考察了气体滞留时间在化学气相沉积(CVD)过程中对薄膜的生长速率以及光电特性和结构特性的影响.采用沉积速率达到12/s的高速微晶硅工艺制备微晶硅电池,电池效率达到了5.3%.

关键词：气体滞留时间高速沉积微晶硅超高频等离子体增强化学气相沉积

高速微晶硅薄膜沉积过程中的等离子体稳态研究

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物理学报 2013年第16期62卷 423-429页

作者：方家李双亮许盛之魏长春赵颖张晓丹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光电信息技术科学教育部重点实验室天津300071

通过光发射光谱监测高速沉积微晶硅薄膜过程中I(Hα+)/I(SiH+)随沉积时间的变化趋势,分析高速率微晶硅薄膜纵向晶化率逐渐增大的原因.通过氢稀释梯度法,即硅烷浓度梯度和氢气流量梯度法来改善材料的纵向均匀性.结果表明:硅烷浓度梯度法... 详细信息

通过光发射光谱监测高速沉积微晶硅薄膜过程中I(Hα+)/I(SiH+)随沉积时间的变化趋势,分析高速率微晶硅薄膜纵向晶化率逐渐增大的原因.通过氢稀释梯度法,即硅烷浓度梯度和氢气流量梯度法来改善材料的纵向均匀性.结果表明:硅烷浓度梯度法获得的材料晶化率从沉积300s时的53%增加到沉积600s时的62%,相比于传统方式下纵向晶化率从55%到75%的变化有了明显的改善.在硅烷耗尽的情况下,增加氢气流量一方面增加了气体总流量,使得电子碰撞概率增加,电子温度降低,从而降低氢气的分解,抑制SiHx基团的放氢反应,同时背扩散现象也得到了一定的缓解,使得I(Hα+)/I(SiH+)在沉积过程中逐渐增加的趋势有所抑制,所制备的材料的纵向晶化率在240s后维持在53%—60%范围内,同样改善了薄膜的纵向结构.

关键词：光发射光谱高速沉积微晶硅纵向结构均匀性

高压13.56MHz PECVD法沉积器件质量级本征微晶硅材料(英文)

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人工晶体学报 2005年第6期34卷 999-1005页

作者：侯国付郭群超王岩薛俊明任慧志宋建张晓丹赵颖耿新华李以钢南开大学光电子所南开大学物理学院天津300071

本文国内首次报道了采用高压RF-PECVD技术沉积本征微晶硅材料的结果。实验表明,增大等离子体激发功率和减小硅烷浓度都能够使薄膜材料由非晶硅逐渐向微晶硅转变,而结构上的改变使得电学特性也随之改变。通过工艺参数的优化和纯化器的使... 详细信息

本文国内首次报道了采用高压RF-PECVD技术沉积本征微晶硅材料的结果。实验表明,增大等离子体激发功率和减小硅烷浓度都能够使薄膜材料由非晶硅逐渐向微晶硅转变,而结构上的改变使得电学特性也随之改变。通过工艺参数的优化和纯化器的使用,有效地控制了氧的掺杂,在较高的生长速度下得到了器件质量级的本征微晶硅材料。将实验得到的微晶硅作为太阳电池光吸收层,在没有ZnO背电极和没有优化窗口层材料以及p/i界面时,电池的效率达到5.22%,这进一步表明本征微晶硅材料的良好性能。

关键词：微晶硅太阳电池高压氧施主掺杂

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光照和偏压对微晶硅薄膜室温电导的影响

物理学报 2006年第4期55卷 2038-2043页

作者：余云鹏林璇英林舜辉黄锐汕头大学物理系汕头515063

报道了SiCl4/H2等离子体化学气相沉积方法制备的未掺杂微晶硅薄膜,在短时间光照或加上直流偏压后其室温暗电导随时间缓慢变化的行为.Raman散射谱结果表明,薄膜的晶态体积比大于70%.暗电阻的实验结果显示:材料具有弱的持久光电导效应;薄... 详细信息

报道了SiCl4/H2等离子体化学气相沉积方法制备的未掺杂微晶硅薄膜,在短时间光照或加上直流偏压后其室温暗电导随时间缓慢变化的行为.Raman散射谱结果表明,薄膜的晶态体积比大于70%.暗电阻的实验结果显示:材料具有弱的持久光电导效应;薄膜的暗电导在外加直流电场的作用下缓慢上升,电场反向后出现暗电导的恢复过程,而且暗电导变化速度与偏压大小和温度有关.根据异质结势垒模型,指出外加条件下载流子的空间分离和重新分布以及材料非均匀性造成的势垒是引起电导缓慢变化的主要原因.

关键词：微晶硅电导率薄膜光照

本征微晶硅薄膜和微晶硅电池的制备及其特性研究

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人工晶体学报 2005年第2期34卷 297-300页

作者：张晓丹高艳涛赵颖朱锋魏长春孙建耿新华熊绍珍南开大学光电子薄膜器件与技术研究所

本文对VHF PECVD制备的本征微晶硅薄膜和电池进行了电学特性和结构特性方面的测试分析研究。电学测试结果给出制备薄膜的激活能为0. 51eV,符合电池对材料的电学参数要求;拉曼散射谱测试结果计算得到样品的晶化率为63%;X射线衍射结果也... 详细信息

本文对VHF PECVD制备的本征微晶硅薄膜和电池进行了电学特性和结构特性方面的测试分析研究。电学测试结果给出制备薄膜的激活能为0. 51eV,符合电池对材料的电学参数要求;拉曼散射谱测试结果计算得到样品的晶化率为63%;X射线衍射结果也证明材料晶化,同时(220)方向择优;首次在国内用VHF PECVD方法制备出效率为5%的微晶硅电池(Jsc=21mA/cm2, Voc=0. 46V, FF=51%, Area=0. 253cm2 )。

关键词：化学气相沉积法微晶硅太阳能电池微晶硅薄膜

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P型微晶硅薄膜材料性能的研究

人工晶体学报 2006年第5期35卷 927-930页

作者：蔡宏琨张德贤冯凯齐龙茵王雅欣孙云南开大学光电子薄膜器件与技术研究所天津300071

本文讨论了P型微晶硅薄膜性能随硅烷浓度(SC)的变化。采用X射线衍射仪(XRD),拉曼光谱仪和傅立叶变换红外吸收光谱仪(FTIR)对薄膜的结构进行了表征。随硅烷浓度的增加,微晶硅薄膜材料的生长速率和暗电导率(σd)逐渐增大,光学带隙逐渐降... 详细信息

本文讨论了P型微晶硅薄膜性能随硅烷浓度(SC)的变化。采用X射线衍射仪(XRD),拉曼光谱仪和傅立叶变换红外吸收光谱仪(FTIR)对薄膜的结构进行了表征。随硅烷浓度的增加,微晶硅薄膜材料的生长速率和暗电导率(σd)逐渐增大,光学带隙逐渐降低。当硅烷浓度为2.0%时,硅基薄膜材料是以非晶硅为主并有散落的微晶硅颗粒的非晶硅结构。当硅烷浓度为1.5%时,硼的掺杂效率最大,同时可观察到硼抑制薄膜晶化的现象。

关键词：太阳电池微晶硅非晶硅