热丝化学气相沉积技术低温制备多晶硅薄膜的结构与光电特性

以金属W和Ta为热丝，采用热丝化学气相沉积 ，在250℃玻璃衬底上沉积多晶硅薄膜.研究了热丝温度、沉积气压、热丝与衬底间距等沉积参数对硅薄膜结构和光电特性的影响，在优化条件下获得晶态比X_c＞90%，暗电导率σ_d=10^-7—10-6Ω ^-1cm^-1，激活能E_a=0.5eV，光能隙E_opt≤1.3 eV的多晶硅薄膜. 关键词： 多晶硅薄膜 热丝化学气相沉积 光电特性     

Influence of ignition condition on the growth of silicon thin films using plasma enhanced chemical vapour deposition

The influences of the plasma ignition condition in plasma enhanced chemical vapour deposition (PECVD) on the interfaces and the microstructures of hydrogenated microcrystalline Si (μc-Si:H) thin films are investigated. The plasma ignition condition is modified by varying the ratio of SiH₄ to H₂ (R_H). For plasma ignited with a constant gas ratio, the time-resolved optical emission spectroscopy presents a low value of the emission intensity ratio of Hα to SiH^* (I_Hα/I_SiH^*) at the initial stage, which leads to a thick amorphous incubation layer. For the ignition condition with a profiling R_H, the higher I_Hα/I_SiH^* values are realized. By optimizing the R_H modulation, a uniform crystallinity along the growth direction and a denser μ c-Si:H film can be obtained. However, an excessively high I_Hα/I_SiH^* may damage the interface properties, which is indicated by capacitance-voltage (C-V) measurements. Well controlling the ignition condition is critically important for the applications of Si thin films.     

低温制备微晶硅薄膜生长机制的研究

采用热丝化学气相沉积技术制备了一系列处于不同生长阶段的薄膜样品，用原子力显微镜系 统地研究生长在单晶硅衬底和玻璃衬底上薄膜表面形貌的演化.按照分形理论分析得到：在 玻璃衬底上的硅薄膜以零扩散随机生长模式生长；而在单晶硅衬底上，薄膜早期以有限扩散 生长模式生长，当膜厚超过某一临界厚度时转变为零扩散随机生长模式.岛面密度与膜厚的 依赖关系表明，在临界厚度时硅衬底和玻璃衬底上的岛面密度均出现了极大值.Raman谱的测 量证实，玻璃衬底上薄膜临界厚度与非晶/微晶相变之间存在密切的关系.不同的衬底材料直 接影响反应 关键词： 生长机制 微晶硅薄膜 表面形貌 热丝化学气相沉积     

面向器件应用的PEDOT:PSS薄膜的光电稳定性研究

PEDOT:PSS(聚3, 4-亚乙基二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐)薄膜因其良好的导电性、透光性、机械柔韧性以及溶液可加工性而被广泛应用。提高PEDOT材料的电导率以及光电稳定性对其器件应用有重要意义。在本文中,首先用旋涂法制备PEDOT:PSS薄膜,然后采用硫酸后处理技术提高其电导率,并将硫酸处理后的薄膜分别放置于空气、氧气、氮气中以及太阳光照下30 d,研究薄膜的光电稳定性及老化机制。实验结果表明:太阳光照是影响薄膜光电性能稳定性的主要因素,而硫酸处理有效地去除了过量的PSS成分,使薄膜的稳定性变好。通过比较老化前后薄膜的光吸收谱和光电子能谱(XPS)发现,在老化过程中薄膜发生了光氧化降解,这是影响薄膜光电稳定性的原因之一。     

共溅射和离子注入制备的SiO_2(Eu)薄膜中Eu~(3 )到Eu~(2 )的转变

采用共溅射方法和Eu离子注入热生长的SiO2 方法得到SiO2 (Eu)薄膜 ,Eu离子的浓度为 4%和 0 .5 % .对样品X射线吸收近边结构 (XANES)的研究和分析表明 ,在高温氮气中发生了Eu3 向Eu2 的转变 .SiO2 (Eu)薄膜高温氮气退火下蓝光的发射证明了这一结论     

不同碱液单晶硅表面织构的初步研究(英文)

分别以氢氧化钠(NaOH)、碳酸钠(Na2CO3)和磷酸钠(Na3PO4.12H2O)作为刻蚀剂,研究刻蚀浓度、温度(θ)、刻蚀时间(te)和添加剂(异丙醇(IPA)、碳酸氢钠(NaHCO3))对晶体硅表面织构化的影响,用场发射扫描电子显微镜表征织构效果.通过优化工艺,可得到较低的平均表面反射率(Rav),按使用的刻蚀剂分别为:9.70%(NaOH)、9.76%(Na2CO3)和8.63%(Na3PO4.12H2O).据此分析了Rav和织构表面形貌之间的关系.发现添加剂IPA在Na3PO4.12H2O或Na2CO3与NaOH 3种刻蚀剂溶液中均可明显起改善织构效果.NaHCO3在某些方面具有与IPA的相同作用,同时又能促进大金字塔的形成.文中同时初步提出有关刻蚀过程的机理.     

以溶液法PEDOT∶PSS作为空穴传输层的免光刻背接触硅太阳电池

对PEDOT∶PSS(聚(3,4亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸))薄膜与Mg、Al和Ag三种金属接触后的I-V特性曲线进行了测试分析,发现Mg和Al与PEDOT∶PSS薄膜接触后呈现高电阻特性,可以起到绝缘隔离层的作用。在此基础上,以PEDOT∶PSS作为空穴传输层,以LiF作为电子传输层,以PEDOT∶PSS与Mg/Al的接触作为隔离层,不采用光刻工艺,设计制备了只需一次掩膜工艺的背接触太阳电池。通过在PEDOT∶PSS上采用热丝氧化升华技术制备MoO_x层,通过优化LiF薄膜的厚度,在抛光硅片上初步实现了开路电压最高为592 mV和效率最高为10.13%的背接触太阳电池。采用金属辅助腐蚀制备硅纳米线陷光结构改善前表面陷光效果,得到了开路电压为587 mV,短路电流密度为35.57 mA/cm²,填充因子为69.97%,效率为14.61%的背接触太阳电池。     

Influence of ignition condition on the growth of silicon thin films using plasma enhanced chemical vapour deposition

The influences of the plasma ignition condition in plasma enhanced chemical vapour deposition (PECVD) on the interfaces and the microstructures of hydrogenated microcrystalline Si (μc-Si:H) thin films are investigated.The plasma ignition condition is modified by varying the ratio of SiH 4 to H 2 (R H).For plasma ignited with a constant gas ratio,the time-resolved optical emission spectroscopy presents a low value of the emission intensity ratio of Hα to SiH (I Hα /I SiH) at the initial stage,which leads to a thick amorphous incubation layer.For the ignition condition with a profiling R H,the higher I Hα /I SiH values are realized.By optimizing the R H modulation,a uniform crystallinity along the growth direction and a denser μc-Si:H film can be obtained.However,an excessively high I Hα /I SiH may damage the interface properties,which is indicated by capacitance-voltage (C-V) measurements.Well controlling the ignition condition is critically important for the applications of Si thin films.     

射频激发热丝化学气相沉积制备硅薄膜过程中光发射谱的研究

采用射频(rf)激发,在热丝化学气相沉积(HWCVD)制备微晶硅薄膜的过程中产生发光基元,测量了rf激发HWCVD (rf-HWCVD)的光发射谱,比较了相同工艺条件下rf-HWCVD和等离子体增强CVD(PECVD)的光发射谱,分析了rf功率、热丝温度和沉积气压对rf-HWCVD光发射谱的影响.结果表明,在射频功率<0.1W/cm²时,rf-HWCVD发射光谱反映了HWCVD高的气体分解效率和高浓度原子氢的特点,能够解释气压变化与微晶硅薄膜微结构的关系,是研究HWCVD气相过程的有 关键词： HWCVD OES 微晶硅     

铝诱导表面织构玻璃及其对硅薄膜陷光作用的影响

采用铝诱导表面织构方法在玻璃衬底上制备了蜂窝状的凹坑结构;使用热丝化学气相沉积技术在该类衬底上制备了硅薄膜.扫描探针显微镜(SPM)图像表明,通过改变刻蚀时间、刻蚀溶液比例、Al膜厚度和退火时间等制备条件,可以有效控制玻璃表面凹坑结构的尺寸,使其在直径上从0.5μm到6μm,深度上从60 nm到700 nm可调.光吸收谱测试表明此类衬底对硅薄膜的光吸收有着明显的增强效果,以凹坑平均直径为2.3 μm,深度为358nm的铝诱导表面织构玻璃为衬底所制备的厚度为150 nm的硅薄膜,在350～1200 nm波长范围内的光吸收与使用平面玻璃为衬底的样品相比可提高28.5;.凹坑的尺寸大小对光吸收增强效果有重要影响.