低成本衬底上多晶硅薄膜电池的探索

在低成本、两种纯度的P^ 颗粒硅带衬底(SSP)上，采用RT化学气相沉积(CVD)技术制备了多晶硅薄膜电池。无论高纯硅粉还是低纯硅粉制备的SSP衬底杂质含量都很高且表面凹凸不平；采用4μm／min的沉积速率和钝化作用得到了高质量外延多晶硅薄膜。通过扩散工艺制成的多晶硅薄膜太阳电池的转换效率分别为6．25％(高纯硅粉制成的SSP衬底)和4．5％(低纯硅粉制成的SSP衬底)。     

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利用微波电子回旋共振等离子体增强型化学气相沉积(ECR-PECVD)采用一步法直接在K9玻璃上低温沉积制备了多晶硅薄膜.研究了不同实验参数对薄膜沉积的影响,采用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱、扫描电子显微镜(SEM)等实验分析方法对不同条件下制备的样品进行了晶体结构和表面形貌分析,并讨论了多晶硅薄膜沉积的最佳条件.实验结果表明,玻璃衬底上多晶硅薄膜呈柱状生长,并有一定厚度的非晶孵化层;较高氢气比例和衬底温度有利于结晶,薄膜的结晶率达到了62％;晶粒团簇的最大尺寸约为500nm.     

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     

非晶硅薄膜的低温快速晶化及其结构分析

在镀铝的廉价玻璃衬底上高速沉积的非晶硅薄膜在不同的温度下退火10min.退火温度为500℃时,薄膜表面形成了硅铝的混合相,非晶硅薄膜开始呈现了晶化现象 退火温度为550℃时,大部分(约80%)的非晶硅晶化为多晶硅,平均晶粒尺寸为500nm 退火温度为600℃时,几乎所有的非晶硅都转化为多晶硅,其平均晶粒尺寸约为15μm.     

非晶硅薄膜的低温快速晶化及其结构分析

在镀铝的廉价玻璃衬底上高速沉积的非晶硅薄膜在不同的温度下退火10min.退火温度为500℃时,薄膜表面形成了硅铝的混合相, 非晶硅薄膜开始呈现了晶化现象;退火温度为550℃时,大部分(约80%)的非晶硅晶化为多晶硅,平均晶粒尺寸为500nm;退火温度为600℃时,几乎所有的非晶硅都转化为多晶硅,其平均晶粒尺寸约为1.5μm.     

Raman散射和AFM对多晶硅薄结晶状况的研究

采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法在普通玻璃衬底上制备了多晶硅(p-si)薄膜。利用拉曼(Raman)散射谱、原子力显微镜(AFM)研究了衬底温度、射频功率和SiH4浓度对薄膜晶化的影响,并对其结果进行分析讨论。研究结果表明,当衬底温度从200℃逐渐提高到400℃、SiH4浓度从5%降到1%,硅膜的晶化率逐渐提高,结构逐渐由非晶向多晶转变,射频功率对薄膜的晶化状况也有很大影响。     

氢气稀释比例对多晶硅薄膜微观结构和沉积特性的影响

利用电感耦合等离子体增强化学气相沉积法(ICP-PECVD)直接在普通玻璃衬底上低温沉积多晶硅薄 膜,主要研究了不同氢气稀释比例对薄膜沉积特性和微观结构的影响。采用 X 射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪和 扫描电子显微镜(SEM)表征了在不同氢气比例条件下所制备多晶硅薄膜的微结构、形貌,并对不同条件下样品的 沉积速率进行了分析。实验结果表明：随着混合气体中硅烷比例的增加,薄膜的沉积速率不断增加;晶化率先增 加,后减小;当硅烷含量为4.8%时,晶化率达到最大值67.3%。XRD 和 SEM 结果显示多晶硅薄膜在普通玻璃衬 底上呈柱状生长,且晶粒排列整齐、致密,这种结构可提高载流子的纵向迁移率,有利于制备高效多晶硅薄膜太阳能电池。     

衬底对Cu(In,Ga)Se2薄膜织构的影响

分别在苏打石灰玻璃、Mo箔、无择优取向的Mo薄膜以及(110)择优取向的Mo薄膜四种不同衬底上,采用共蒸发工艺沉积约2μm厚的Cu(In,Ga)Se2薄膜,用X射线衍射仪测量薄膜的织构,研究衬底对Cu(In,Ga)Se2薄膜织构的影响.在以上四种衬底上沉积的Cu(In,Ga)Se2薄膜的(112)衍射峰强度依次逐渐减弱,(220/204)衍射峰从无到有且强度逐渐增强.在苏打石灰玻璃和Mo箔衬底上的Cu(In,Ga)Se2薄膜具有明显的(112)择优生长,而在(110)取向的Mo薄膜衬底上,Cu(In,Ga)Se2薄膜的织构为(220/204)取向.研究结果表明,只有(110)择优取向的Mo薄膜衬底对Cu(In,Ga)Se2薄膜(220/204)织构的形成有重要影响.     

氢化非晶硅薄膜的热导率研究

采用铂电极为加热电阻,研究了厚度为300—370nm等离子体化学气相沉积(PECVD)工艺制备的氢化非晶硅(a-Si：H)薄膜的热导率随衬底温度的变化规律.用光谱式椭偏仪拟合测量薄膜的厚度,得到了沉积速率随衬底温度变化规律,傅里叶红外(FTIR)表征了在KBr晶片衬底上制备的a-Si：H薄膜的红外光谱特性,SiH原子团键合模的震动对热量的吸收降低了薄膜热导率.从动力学角度分析了薄膜热导率随平均温度升高而增大的原因,并比较了声子传播和自由电子移动在a-Si：H薄膜热导率变化上的作用差异. 关键词： 非晶硅 热导率 薄膜 热能     

磁控共溅射低温制备多晶硅薄膜及其特性研究

多晶硅在光电子器件领域具有较为重要的用途。利用磁控溅射镀膜系统,通过共溅射技术在玻璃衬底上制备了非晶硅铝(α-Si/Al)复合膜,将Al原子团包覆在α-Si基质中,膜中的Al含量可通过Al和Si的溅射功率比来调节。复合膜于N₂气氛中进行350 ℃,10 min快速退火处理,制备出了多晶硅薄膜。利用X射线衍射仪、拉曼光谱仪和紫外-可见光-近红外分光光度计对多晶硅薄膜的性能进行表征,研究了Al含量对多晶硅薄膜性能的影响。结果表明：共溅射法制备的α-Si/Al复合膜在低温光热退火下晶化为晶粒分布均匀的多晶硅薄膜;随着膜中Al含量逐渐增加,多晶硅薄膜的晶化率、晶粒尺寸逐渐增加,带隙则逐渐降低;Al/Si溅射功率比为0.1时可获得纳米晶硅薄膜,Al/Si溅射功率比为0.3时得到晶化率较高的多晶硅薄膜,通过Al含量的调节可实现多晶硅薄膜的晶化率、晶粒尺寸及带隙的可控。     

PECVD硼掺杂微晶硅薄膜的压阻特性

研究了在硅片、柯伐合金和石英片等不同衬底材料上PECVD生长的微晶硅薄膜的压阻特性。测得以硅片和柯伐合金片作衬底样品的最大应变灵敏度因子(以下简称GF)分别为25和20,经激光退火后可达30。利用价带顶轻、重空穴带在应力作用下分裂模型和热电子发射理论推导了计算p型微晶、多晶硅薄膜GF的公式,可表示为GF对掺杂浓度、晶粒尺寸、晶界陷阱态密度以及薄膜织构的依赖关系,理论计算与实验结果较为符台。本文对微晶、多晶硅薄膜力敏器件的设计和制造将有重要的参考价值。 关键词：     

薄膜光学 薄膜光学理论与膜系设计

O484.12006054374用PLD法在MgO(100)衬底上生长ZnO薄膜的结构和光学特性=Structural and optical properties of ZnOfil ms de-posited on MgO(100)substrates by PLD[刊,中]/苏凤莲(安徽大学物理与材料科学学院.安徽,合肥(230039)),汪洪…//安徽大学学报(自然科学版).—2006,30(2).—67-70用脉冲激光沉积法在MgO(100)衬底上沉积了ZnO薄膜,衬底温度分别为400℃、550℃和700℃。利用X射线衍射(XRD)和光致发光谱(PL)对薄膜的结构和光学性能进行研究。X射线衍射的结果表明,在400℃和550℃下生长的ZnO薄膜具有高度c-轴择优取向,但是…     

同质与异质外延掺杂CVD金刚石薄膜的结构与性能

采用化学气相沉积(CVD)技术,以高温高压(HTHP)合成的(100)金刚石和p型(100)Si为衬底制备了硫掺杂和硼-硫共掺杂金刚石薄膜,利用原子力显微镜(AFM)、扫描隧道显微镜(STM)及隧道电流谱(CITS)等手段分析同质和异质外延CVD掺杂金刚石薄膜的结构和性能.结果表明:异Si衬底上CVD金刚石的形核密度低,薄膜表面比较粗糙,粗糙度达到18.5nm;同质HTHP金刚石衬底上CVD金刚石薄膜晶粒尺寸约为10—50nm,表面平整,表面粗糙度为1.8nm.拉曼测试和电阻测量的结果显示,在HTHP金刚 关键词： 金刚石 掺杂 外延     

衬底温度对化学气相淀积原位生长YBa_2Cu_3O_(7-x)超导薄膜的影响

利用金属有机物化学气相淀积(MOCVD)技术在氧化钇稳定的 ZrO_2(YSZ)衬底上一次生长出零电阻温度大于85K 的 YBa_2Cu_3O_(7-x)(YBCO)超导薄膜.研究了衬底温度对薄膜结构的影响,获得薄膜取向与衬底温度的关系和形成超导相的最低温度范围.此外,讨论了薄膜与衬底间的外延关系.     

衬底类型对于Ga-N共掺杂ZnMgO薄膜性能的影响

利用直流反应磁控溅射技术分别在玻璃、n-〈111〉Si、氧化硅(SiO2/Si)、石英衬底上制得Ga-N共掺杂ZnMgO薄膜。利用X射线衍射(XRD)、Hall实验、场发射扫描电镜(FE-SEM)和X射线光电子能谱(XPS)对不同衬底上生长的ZnMgO薄膜的性能进行表征。结果表明,Ga-N共掺杂p型ZnMgO薄膜具有高度c轴择优取向的结构特征。生长在玻璃、(111)Si和氧化硅衬底上的ZnMgO薄膜显示p型导电性,而生长在石英衬底上的ZnMgO薄膜显示n型导电性。生长在氧化硅片衬底上的共掺杂ZnMgO薄膜的晶体质量和电学性能最优,载流子浓度为2.28×1017cm-3,电阻率为27.7Ω·cm。而且其表面形貌明显不同于生长在其他衬底上的薄膜。Ga2p和N1s的XPS谱表明Ga-N共掺杂ZnMgO薄膜中存在Ga—N键,有利于N的掺入,从而易于实现p型生长。     

生长在Cd(0001)和Bi(111)上的二氰基蒽分子薄膜的对比

分子与衬底之间的相互作用在有机薄膜的生长过程中起着非常重要的作用.对于金属衬底和半金属衬底来说,由于不同的电子结构,二者与分子薄膜之间的相互作用会有明显的差异.本文利用扫描隧道显微镜对比研究了二氰基蒽(DCA)分子在金属衬底Cd(0001)和半金属衬底Bi(111)上的薄膜生长.实验发现,在Cd(0001)衬底上,低温沉积的DCA薄膜表现出三维生长模式,而室温沉积的DCA薄膜表现出二维生长模式.特别是DCA分子单层具有斜方对称的4×(13)(¹/2)公度结构,表明DCA与Cd(0001)之间存在较强的相互作用.与此形成鲜明对比的是,在半金属Bi(111)衬底上,低温沉积的DCA薄膜表现出二维生长模式,在分子单层中有莫尔条纹出现,表明DCA单层是一种非公度结构, DCA与Bi(111)之间的相互作用较弱.通过上述的对比研究可以看出,衬底材料的电子结构和沉积温度均可影响DCA分子薄膜的结构和生长模式.     

Ge薄膜特性及其在光子计数成像系统中的应用

利用电子束真空蒸镀方法制作了Ge薄膜,用作感应读出方式光子计数成像系统的电荷感应层,研究了石英玻璃衬底和陶瓷衬底上Ge薄膜的结构特征、表面形态以及各种工艺参数对薄膜电阻的影响.X射线衍射(XRD)测试表明,两种衬底上沉积的Ge薄膜均为立方相非晶态.场发射扫描电子显微镜(FESEM)图像表明石英玻璃衬底上的薄膜致密平整,陶瓷衬底上的薄膜比较粗糙,厚度较薄时,陶瓷晶界处薄膜不连续导致电阻较大.通过改变沉积速率、薄膜厚度及采用退火的方法可以控制薄膜电阻.对比了采用不同阻值电荷感应层时系统的性能,发现阻值对探测器的分辨率影响小,对计数率影响较大.     

不同的衬底温度下GdBa_2Cu_3O_7超导薄膜在(100)SrTiO_3单晶衬底上的生长

影响 Y 系高温超导薄膜制备工艺的因素很多,其中衬底温度被认为是最关键的因素之一.本文工作利用直流磁控溅射快速原位处理的方法,在600—850℃ 的衬底温度范围内,在(100)SrTiO_3单晶衬底上制备了一系列的 GdBa_2Cu_3O_7超导薄膜样品,并对这些样品的超导电性和结构进行了分析.发现,在衬底温度低至670℃ 时,也能得到零电阻转变温度 T_(c0)>88K 的样品.     

衬底温度对非极性ZnO薄膜结晶性能和发光特性的影响

采用金属有机化学汽相沉积(MOCVD)设备在LiGaO2(100)衬底上制备了结晶性能良好的非极性ZnO薄膜.研究了衬底温度对ZnO薄膜结晶性能的影响.X射线衍射(XRD)分析结果表明在衬底温度为500℃时可以获得高质量的(1100)晶面取向的非极性ZnO薄膜.采用原子力显微镜(AFM)观察ZnO薄膜的表面形貌及晶体尺...     

不同衬底上Pb(Zr0.52Ti0.48)O3择优取向铁电薄膜的制备和研究

通过MOD法在Si(100)和Pt(111)/Ti/SiO2/Si基片上制备出LaNiO3 (LNO)薄膜.再通过修正的Sol-gel法,在Pt(111)/Ti/SiO2/Si,LNO/Si(100)和LNO/Pt/Ti/SiO2/Si三种衬底上制备出具有择优取向的Pb(Zr0.52Ti0.48)O3铁电薄膜.经XRD分析表明,LNO薄膜具有(100)择优取向的类钙钛矿结构;PZT薄膜均具有钙钛矿结构,且在Pt(111)/Ti/SiO2/Si衬底上的薄膜以(110)择优取向,在LNO/Pt/Ti/SiO2/Si和LNO/Si(100)衬底上的薄膜以(100)择优取向.经场发射SEM分析和介电、铁电性能测试表明,在LNO/Si和LNO/Pt/Ti/SiO2/Si衬底上的PZT薄膜的平均粒径、介电常数以及剩余极化强度均比以Pt/Ti/SiO2/Si为衬底的薄膜大.