优质纳米晶硅薄膜的低温制备技术及其在太阳能电池中应用进展.docVIP

优质纳米晶硅薄膜的低温制备技术及其在太阳能电池中的应用进展.txt37真诚是美酒，年份越久越醇香浓烈；真诚是焰火，在高处绽放才愈显美丽；真诚是鲜花，送之于人，手有余香。 本文由liujunxia80600贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 第2卷 4期 第 2008年12月 材 料 研 究 与 应 用 MA TERIAL S R ESEA RC H AND A PPL ICA TION Vo1. 2 ,No . 4 Dec . 2 0 0 8 文章编号 :167329981 ( 2008) 0420450205 陈城钊1 , 邱胜桦1 , 刘翠青1 , 吴燕丹1 , 李 1 , 余楚迎2 , 林璇英1 ,2 平 ( 1. 韩山师范学院物理与电子工程系 , 广东 潮州 521041 ; 2. 汕头大学物理系 , 广东 汕头 515063) 摘 : 纳米晶硅薄膜是集晶体硅材料和氢化非晶硅薄膜优点于一体 , 可望广泛应用于薄膜太阳能电 要 池, 光存储器 , 发光二极管和薄膜晶体管等光电器件的一种新型功能材料 . 本文综述低温制备优质纳米 晶硅薄膜技术的研究进展及其在薄膜硅太阳能电池上的应用 . 关键词 : 纳米晶硅薄膜 ; 太阳能电池 ; 低温制备 ; 进展 中图分类号 : TM914. 4 文献标识码 : A 嵌在 a2Si ζ H 网络里的一种硅纳米结构 . 由于它具 有较高的电导率 ( 10 - 3 ～10 - 1 Ω - 1 · - 1 ) , cm 宽带隙 , 高光敏性 , 高光吸收系数等优良的光电特性而引起 学术界的重视 . 纳米晶硅薄膜同时具备宽带隙和高 电导这两种太阳能电池窗口材料所需的优良性质 , 现已成为研究探索的热门纳米薄膜材料 [1 ] 制备薄膜太阳能电池外 , 在发光二极管 , 光存储器 , 隧穿二极管 , 薄膜晶体管以及单电子晶体管等光电 器件方面也有潜在应用 [2 ] 1 低温制备纳米晶硅薄膜的技术 为了制备适用于以玻璃为衬底的太阳能电池的 ) 纳米晶硅薄膜 , 近年来发展了低温 ( 450 ℃ 制膜 技术 . 按成膜过程可分为两大类 : 一类是先制备非晶 态材料 ,再固相晶化为纳米晶硅 ; 另一类是直接在玻 璃衬底上沉积纳米晶硅薄膜[ 2 ] . 1. 1 固相晶化法 的温度低于其熔融后结晶的温度 . 低造价太阳能电 收稿日期 :2008209211 3 基金项目 : 韩山师范学院青年科研基金资助项目 (0503) ) 作者简介 : 陈城钊 (1975 — ,男 ,广东潮州人 ,讲师 ,硕士 . 纳米晶硅 ( nc2Si ζ H) 薄膜就是硅的纳米晶粒镶 . 除用于 . 固相晶化 ( SPC) 法的特点是非晶固体发生晶化 优质纳米晶硅薄膜的低温制备技术及其 在太阳能电池中的应用进展 3 等都属于固相晶化法 . 1. 1. 1 常规高温炉退火 池的纳米晶薄膜 ,一般以廉价的玻璃作衬底 ,以硅烷 气为原材料 ,用 P ECVD 法沉积 a2Si :H 薄膜 ,然后 再用热处理的方法使其转化为纳米晶硅薄膜 . 这种 方法的优点是能制备大面积的薄膜 , 可进行原位掺 杂 ,成本低 ,工艺简单 ,易于批量生产 . 常规的高温炉 退火 , 金属诱导晶化 , 快速热退火 , 区域熔化再结晶 该方法是在氮气保护下把非晶硅薄膜放入炉腔 内退火 ,使其由非晶态转变为纳米晶态[ 3 ] . 非晶硅晶 化的驱动力是晶相相对于非晶相较低的 Gibbs 自由 能 . 固相晶化过程主要由晶核的形成及晶核长大两 步完成 . 形核率和生长速率都受温度的影响 ,所以纳 米晶硅薄膜的晶粒尺寸受温度的影响很大 . 晶硅薄 膜的晶粒尺寸除受温度的影响外 , 与初始非晶硅膜 的结构状况也有密切的关系 . 有研究者采用 部分掺 杂法 来增大晶粒尺寸 , 即在基底上沉积两层膜 , 下 层进行磷掺杂 , 作为成核层 , 上层不掺杂 , 作为晶体 生长层 ,退火后可获得较大的晶粒 [ 4 ] . 1. 1. 2 金属诱导晶化 金属诱导晶化就是在非晶硅薄膜上镀一层金属 第2卷 4期 第 陈城钊 ,等 : 优质纳米晶硅薄膜的低温制备技术及其在太阳能电池中的应用进展 ·451 · 膜或在镀有金属膜的基片上再镀一层非晶硅膜 , 使 非晶硅与金属接触 , 这样可大大降低非晶硅的晶化 温度 ( 300 ℃ 左右就能发生晶化) ,缩短晶化时间 . 可