基于SiF4-H2-Ar混合氣體及電壓波形調制技術的微晶硅薄膜材料的制備.pdf

1、對于p-i-n型微晶硅薄膜太陽能電池，在保證整體性能的前提下，提升各層的沉積速度特別是吸收層尤為重要。本文采用射頻-等離子體增強化學氣相沉積工藝（RF-PECVD）針對SiF4/H2/Ar混合氣體結合最新的電壓波形調制（Tailored Voltage Waveform-TVW）技術系統(tǒng)研究了工藝參數對微晶硅薄膜沉積速率、晶化率以及生長機制的影響，并制備了性能優(yōu)異的微晶硅薄膜太陽能電池。
　　實驗結果表明氫氣（H2）對于薄膜的沉積

2、起到了至關重要的作用，它可與薄膜生長所需活性基團生成反應的衍生物氟（F）結合形成氟化氫（HF），從而保證薄膜沉積的持續(xù)進行。H2消耗水平與薄膜沉積速度呈正相關，而這個消耗水平會受到沉積功率的限制。薄膜沉積速率也會隨Ar流量的增加而上升。反應氣體溫度的上升會阻止反應腔室內納米顆粒的形成，從而導致薄膜沉積速率的下降。薄膜沉積速率會隨反應氣體密度n和電極距離d的乘積n*d的變化而變化，并會在特定n*d值時達到一個最優(yōu)值。
　　采用TVW

3、技術在沉積腔室內引入“電學不對稱效應”（Electrical Asymmetry Effect-EAE），實現對到達襯底的離子流量和離子轟擊能量的分離控制。在離子流量基本不變的情況下實現對等離子體電勢Vpl，即最大離子轟擊能量的連續(xù)調控。實驗結果表明，微晶硅薄膜的生長機制與Vpl關系密切。當H+和Si+分別以高于～30eV和～70eV的能量轟擊薄膜表面時會對薄膜的生長機制產生明顯影響，生長過程中的兩次相性轉化都會因此被嚴重延遲。在較低V