多晶硅厚膜的制备及性质分析

发布时间：2017-08-09 13:02

  本文关键词：多晶硅厚膜的制备及性质分析

  更多相关文章： 抛光石墨片 磁控溅射 籽晶层 快速热退火 化学气相沉积 多晶硅厚膜 择优取向

【摘要】：能源危机和环境问题的日益突出推进了可再生能源的发展,太阳能作为一种洁净无污染储量丰富的新能源有望取代传统能源成为将来能源的主流。太阳能发电主要依靠太阳能电池,由于多晶硅太阳能电池稳定性高、成本低、生产工艺相对简单等优点,近年来得到了快速的发展。为了能够推动多晶硅电池的大规模应用,人们始终在研究如何降低太阳能电池的生产成本并提高电池效率。选用廉价的衬底并在其上生长优质的多晶硅厚膜成为制备高效低成本太阳能电池的一个最有发展前景的研究方向。基于石墨和硅相近的物理化学性质,本文采用抛光石墨片作为生长多晶硅厚膜的衬底材料。为了减少石墨衬底和多晶硅厚膜之间的晶格失配以及热膨胀系数不匹配的不利影响,文中引入了多晶硅薄膜籽晶层作为过渡层,同时多晶硅薄膜籽晶层可以作为一层阻挡层来阻止石墨中的杂质向多晶硅厚膜扩散。本文在抛光石墨片上,先利用磁控溅射技术(MSC)、快速热退火技术(RTA)制备一层多晶硅薄膜籽晶层,并探究了生长多晶硅薄膜籽晶层的最佳条件,接着在籽晶层上用化学气相沉积技术(CVD)外延一层多晶硅厚膜,最后用理论分析了实验条件对择优取向和结晶度的影响,实验中用到的表征及分析技术有X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及微波反射光电导衰减谱(μ-PCD),取得的主要成果如下：1在抛光石墨片上,利用MSC和RTA技术,制备了多晶硅薄膜籽晶层,经过大量实验得出制备多晶硅薄膜籽晶层的最佳条件为：溅射时间4h、溅射温度850℃、退火温度1000℃、退火时间180s,在该条件下在抛光石墨片衬底上制备了具有高度的Si(220)择优取向的多晶硅薄膜籽晶层。2在多晶硅薄膜籽晶层上,利用CVD技术,沉积了一层多晶硅厚膜,SEM、XRD以及u-PCD谱分析表明多晶硅厚膜质量良好,引入多晶硅薄膜籽晶层对于多晶硅厚膜的生长有个良好的过渡,对于后续的电池制备是极其有利的。3本文利用谢乐公式、能量最低原理、成核理论以及失配度公式对于多晶硅薄膜籽晶层以及多晶硅厚膜的择优取向和结晶度进行了细致的分析,理论分析和实验结果吻合。
【关键词】：抛光石墨片 磁控溅射 籽晶层 快速热退火 化学气相沉积 多晶硅厚膜 择优取向
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-26
• 1.1 能源与环境10-11
• 1.1.1 能源与环境问题10
• 1.1.2 可再生能源的发展10-11
• 1.2 太阳能利用的主要方式11-18
• 1.2.1 光热利用12-13
• 1.2.2 光化学转化13-15
• 1.2.3 光伏发电15-18
• 1.3 太阳能电池18-25
• 1.3.1 太阳能电池分类18-22
• 1.3.2 多晶硅太阳能电池22-23
• 1.3.3 多晶硅厚膜23-25
• 1.4 本论文的研究内容及安排25-26
• 第2章 多晶硅的制备系统与表征技术26-34
• 2.1 制备系统26-29
• 2.1.1 磁控溅射技术26-27
• 2.1.2 快速热退火(RTA)系统27-28
• 2.1.3 CVD系统28-29
• 2.2 表征技术29-33
• 2.2.1 X射线衍射29-30
• 2.2.2 扫描电子显微镜30-31
• 2.2.3 拉曼光谱分析31-32
• 2.2.4 微波反射光电导衰减谱32-33
• 2.3 本章小结33-34
• 第3章 石墨衬底上多晶硅薄膜籽晶层的制备34-42
• 3.1 石墨衬底的选择34-35
• 3.2 制备工艺35-36
• 3.2.1 磁控溅射制备过程35
• 3.2.2 快速热退火晶化过程35-36
• 3.3 沉积多晶硅籽晶层最佳条件的探索36-40
• 3.3.1 溅射时间的选择36-37
• 3.3.2 溅射温度的选择37-38
• 3.3.3 退火温度的选择38-39
• 3.3.4 退火时间的选择39-40
• 3.4 本章小结40-42
• 第4章 籽晶层上多晶硅厚膜的制备及分析42-52
• 4.1 CVD制备工艺42-43
• 4.2 多晶硅厚膜的表征和分析43-47
• 4.2.1 多晶硅厚膜SEM分析43-45
• 4.2.2 多晶硅厚膜XRD分析45-46
• 4.2.3 μ-PCD谱测试表征46-47
• 4.3 择优取向和结晶度的理论分析47-50
• 4.3.1 谢乐公式分析47-48
• 4.3.2 能量最低原理48-50
• 4.3.3 成核理论50
• 4.4 失配度和应力分析50-51
• 4.5 本章小结51-52
• 第5章 结论与展望52-54
• 5.1 论文总结52
• 5.2 展望52-54
• 参考文献54-60
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果60-61
• 致谢61

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 马以武,虞学犬;电容式压力传感器的厚膜集成化研究[J];仪表技术与传感器;2001年11期

2 邓鸿飞;厚膜光学参数的椭偏消光法测量[J];天津城市建设学院学报;1995年03期

3 时国忠,党耀石;厚膜微带制作技术[J];航天工艺;2001年04期

4 刘祯;;对《屡烧厚膜块》一文的看法[J];家电检修技术;2004年05期

5 胡伟;范素华;张丰庆;车全德;于冉;;匀胶速度对钙锶铋钛陶瓷厚膜结构的影响[J];山东建筑大学学报;2010年05期

6 杨长其;厚膜印刷滤波器[J];电子元件与材料;1987年03期

7 杨始X;陈玉君;刘佑习;;关于制造涤纶厚膜用树脂的评价[J];绝缘材料通讯;1987年05期

8 ;厚膜射频电路[J];压电与声光;1970年03期

9 刘红斌;厚膜功率电路的失效分析[J];电子元件与材料;1982年02期

10 陈荣发,左敦稳,李多生,相炳坤,赵礼刚,王珉;甲烷浓度对等离子喷射金刚石厚膜生长稳定性的影响[J];金属学报;2005年10期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 马以武;常慧敏;宋箭;;厚膜力学量传感器的发展及现状[A];2000全国力学量传感器及测试、计量学术交流会论文集[C];2000年

2 卢跃东;张靖漓;李标荣;;厚膜湿敏陶瓷元件的交流特性分析[A];中国科学技术协会首届青年学术年会论文集（工科分册·上册）[C];1992年

3 陈肇强;;一种树脂厚膜电子浆料清洗剂的开发[A];《IT时代周刊》论文专版（第296期）[C];2014年

4 黄丽;赵宏图;薛唯;喻志农;蒋玉蓉;;厚膜电致发光显示器件的驱动电路[A];中国感光学会第七次全国会员代表大会暨学术年会和第七届青年学术交流会论文摘要集[C];2006年

5 张丰庆;范素华;于冉;王营营;尹军;;CSBT铁电厚膜的制备与性能研究[A];第十七届全国高技术陶瓷学术年会摘要集[C];2012年

6 陈肇强;;电阻膜层厚度变化对厚膜电阻器温度特性影响的研究[A];《IT时代周刊》论文专版（第300期）[C];2014年

7 郑文;;电量变送用厚膜集成AC/DC变换器的研制[A];第十四届全国混合集成电路学术会议论文集[C];2005年

8 周代兵;薛唯;蒋玉蓉;喻志农;卢维强;;薄膜绝缘层对陶瓷厚膜电致发光显示器件的影响[A];第三届全国数字成像技术及相关材料发展与应用学术研讨会论文摘要集[C];2004年

9 刘锦淮;张耀华;张正勇;李明强;唐红霖;;厚膜型耐高温可消毒pH传感器[A];第二届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1995年

10 赵璐冰;于彤军;陆羽;李俊;杨志坚;张国义;;HVPE法生长GaN厚膜弯曲的分析[A];第十五届全国化合物半导体材料，微波器件和光电器件学术会议论文集[C];2008年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 黄女瑛 DigiTimes;国巨投产0201厚膜二联排阻[N];电子资讯时报;2006年

2 云南 汤劲鹏;一款电磁灶开关电源厚膜块的检修[N];电子报;2006年

3 湖北 田翠兰;康佳高清彩电P29AS281电源厚膜块引起的软故障[N];电子报;2008年

4 记者 李建国;PET厚膜市场存供应缺口[N];中国包装报;2006年

5 河北 赵永刚;创维25NF8800型彩电屡损电源厚膜块维修[N];电子报;2006年

6 黄女瑛 DigiTimes;国巨推功率强化型厚膜芯片电阻[N];电子资讯时报;2006年

7 ;厚膜电子浆料及其应用技术填补国内空白[N];今日信息报;2003年

8 湖南 廖建兴;新型厚膜音频放大器STK402-070[N];电子报;2005年

9 沈阳 孙利勋;松下TC-21L3RQ彩电开机即损厚膜块的检修[N];电子报;2006年

10 记者 熊明　孙伟 陈保江 王坚;无机厚膜显示器项目落户昆明[N];云南日报;2010年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 安坤;光束偏转反铁电厚膜微驱动构件及控制方法研究[D];中北大学;2015年

2 彭强祥;PZT厚膜热释电材料及非制冷红外器件技术研究[D];电子科技大学;2014年

3 齐世顺;LTCC厚膜的受约束烧结致密化行为及连续介质力学理论模拟[D];合肥工业大学;2015年

4 吴荣;介电相玻璃相共烧结多相复合厚膜的制备及介电、热释电性能研究[D];浙江大学;2006年

5 蔡志祥;微笔—激光复合直写厚膜传感器的关键技术研究[D];华中科技大学;2009年

6 王蔚;MEMS兼容压电厚膜驱动技术[D];哈尔滨工业大学;2007年

7 张海波;钛酸铋钠钾压电厚膜的制备与性能研究[D];华中科技大学;2008年

8 李慧玲;激光微细熔覆快速制造厚膜无源元件关键技术的研究[D];华中科技大学;2006年

9 陈荣发;光学级金刚石厚膜应用于红外窗口的关键技术研究[D];南京航空航天大学;2008年

10 刘红梅;用于MEMS的PZT压电厚膜及硅基压电悬臂梁的制备研究[D];哈尔滨工程大学;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 宋志颖;高可靠厚膜功率组件低空洞烧结设计与工艺技术研究[D];北华航天工业学院;2015年

2 朱小虎;电射流仿真及压电厚膜微结构打印实验[D];大连理工大学;2015年

3 吕景明;PZT厚膜的电射流沉积研究[D];大连理工大学;2015年

4 刘萌萌;Sol-gel法制备的SnO_2掺杂TiO_2的厚膜及其气敏特性研究[D];河北工业大学;2015年

5 唐新宇;低成本厚膜发热材料及电热元件研究[D];电子科技大学;2015年

6 顾炎;高压厚膜SOI-LIGBT器件优化设计[D];东南大学;2015年

7 蔡志宏;掺镧锆钛酸铅铁电厚膜陶瓷的电卡效应研究[D];广东工业大学;2016年

8 李军福;厚膜比率计制造技术研究[D];北京理工大学;2015年

9 吴登峰;基于厚膜技术的不锈钢压力传感器工艺研究及性能优化[D];华中科技大学;2014年

10 韩伟;CoFe_2O_4掺杂PVDF厚膜的制备及性能研究[D];华中科技大学;2014年

，

本文编号：645387