非晶硅薄膜激光晶化組織結構研究.pdf

1、太陽能電池以其優(yōu)秀的環(huán)保性、高效率、取之不盡等諸多優(yōu)點，在軍事、航天、航空等領域及民用方面得到廣泛應用，其中多晶硅薄膜太陽能電池以其優(yōu)越的性能成為這個領域中值得期待的發(fā)展方向。 本文以石英為襯底，采用以射頻磁控濺射系統(tǒng)制備的非晶硅薄膜為前驅物，利用激光晶化技術實現(xiàn)從非晶硅薄膜到多晶硅薄膜的相變過程。利用有限元模型分別在不同工藝參數(shù)下對激光晶化非晶硅薄膜的晶化過程進行了溫度場模擬，計算出在該工藝條件下樣品的溫度場分布。采用差熱分析

2、儀、Raman光譜儀、XRD衍射儀、TEM，對激光晶化薄膜的組織結構與激光功率、掃描速率、離焦量及不同表面粗糙度襯底之間的關系進行了分析和研究。 溫度場模擬結果表明：在激光晶化非晶硅薄膜的過程中，樣品表面溫度同激光功率、掃描速率和離焦量間存在近線性的關系。樣品表面溫度隨激光功率的增加而線性升高；隨掃描速率的增大而降低；隨離焦量的增大而降低。激光熱源在樣品上形成了水滴狀加熱區(qū)域，得到了相應的溫度場分布情況。 實驗結果表明，

3、用激光晶化的方法，可以使石英襯底上的非晶硅薄膜快速部分晶化，形成納米級微晶硅薄膜。以光面石英為襯底的非晶硅薄膜經(jīng)激光輻照后的組織結構分析表明：以激光功率為變量，低于85W時，薄膜的晶粒尺寸隨著激光功率的增加而緩慢增加；增至90W時，晶粒尺寸開始急劇增加：當進一步增至95W時，薄膜的晶粒尺寸開始降低；繼續(xù)增至100W時，晶粒尺寸重新增加，其結晶度呈現(xiàn)類似的變化趨勢。以掃描速率為變量，低于4mm/s時，隨掃描速率的增加，平均晶粒尺寸逐漸降低