相变域硅薄膜材料的光稳定性

采用RF-PECVD技术，通过改变反应气体的硅烷浓度制备了一系列不同晶化率不掺杂的硅薄膜材料，研究了工艺变化对材料结构的影响及材料光电特性同微结构的关系.随后进行了光衰退试验，在分析光照前后光电特性变化规律的基础上，认为材料中的非晶成分是导致材料光电特性衰退的主要原因.在靠近过渡区非晶一侧的硅材料比普通非晶硅稳定，衰退率较少；高晶化率微晶硅材料性能稳定，基本不存在光衰退；在靠近过渡区微晶一侧的硅材料虽然不是完全不衰退，但相比高晶化率硅材料来说更适合制备高效微晶硅电池. 关键词： 射频等离子体增强化学气相沉积 硅薄膜 Staebler-Wronski(SW)效应 稳定性     

高压13.56MHz PECVD法沉积器件质量级本征微晶硅材料

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。     

基于弛豫型铁电三元共聚物聚(偏氟乙烯-三氟乙烯-氯代偏氟乙烯)热释电性能的能量采集研究

研究了利用弛豫型铁电三元聚合物薄膜P(VDF-TrFE-CFE)的热释电性质,以温度波动作为初始能量形式进行热电能量的采集。由于该聚合物薄膜在发生由温度变化诱导的纳米极性区极化机制转换时,介电常数表现出明显的非线性变化,所以可以结合Ericsson循环实现热电能量采集。实验结果显示,最佳能量采集温度区间为20~-20℃,利用不同温度下的单极性电滞回线进行Ericsson循环模拟,两种模拟方式分别实现能量采集最大值和最小值,并从微观角度给出了两种模式的解释。同时研究了温度波动和外加电场对能量采集的影响。在外加电场100 kV·mm^-1、温度波动为40℃的情况下,能量采集值达到3483 mJ·cm^-3。与单晶材料相比,能量采集值提高了10倍。当工作温度降低至室温时,材料具有柔性,在能量采集方面具有应用潜力。     

高压PECVD技术沉积硅基薄膜过程中硅烷状态的研究

采用高压射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)方法在不同功率下制备了一系列硅薄膜材料，研究了材料晶化率和生长速度随功率变化的规律， 进而研究PECVD方法沉积硅薄膜过程中的硅烷反应状态，并提出可以根据硅烷耗尽程度的不同将硅烷反应状态分为未耗尽、耗尽和过耗尽三种.然后，对不同硅烷反应状态下的材料结构、光电性能以及相应的电池进行了研究，并指出适合于太阳电池本征层的高质量微晶硅材料应该沉积在硅烷耗尽状态. 关键词： 耗尽状态 微晶硅 光发射谱     

气体滞留时间对高速沉积的微晶硅薄膜性能的影响分析

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     

Formation mechanism of incubation layers in the initial stage of microcrystalline silicon growth by PECVD

The incubation layers in microcrystalline silicon films （μc-Si：H） are studied in detail. The incubation layers in μc- Si：H films are investigated by biracial Raman spectra, and the results indicate that either decreasing silane concentration （SC） or increasing plasma power can reduce the thickness of incubation layer. The analysis of the in-situ diagnosis by plasma optical emission spectrum （OES） shows that the emission intensities of the SiH＊（412 nm） and Hα （656 nm） lines are time-dependent, thus SiH＊/Hα ratio is of temporal evolution. The variation of SiH＊/Hα ratio can indicate the variation in relative concentration of precursor and atomic hydrogen in the plasma. And the atomic hydrogen plays a crucial role in the formation of μc-Si：H; thus, with the plasma excited, the temporal-evolution SiH＊/Hα ratio has a great influence on the formation of an incubation layer in the initial growth stage. The fact that decreasing the SC or increasing the plasma power can decrease the SIH＊/Hα ratio is used to explain why the thickness of incubation layer can reduce with decreasing the SC or increasing the plasma power.