基于PECVD中SiF 4 /H 2 /Ar混合气体的材料性能及刻蚀效应研究

发布时间：2021-10-18 23:29

　　在第二代太阳能电池光伏技术中,硅薄膜有着其独特的优势,是一种非常有前景的光伏材料。通常,硅薄膜的制备方法是用SiH4/H2混合气体进行等离子体增强化学气相沉积（PECVD）,而在法国的界面与薄膜物理实验室（LPICM）,开展了基于SiF4/H2/Ar混合气体的PECVD沉积研究,所制备的硅薄膜材料具有良好的性能。并且,在实验研究中提出了一个揭示沉积硅薄膜时SiF4/H2/Ar等离子体反应过程的唯象模型,这一模型对于指导硅薄膜材料的制备工艺具有重要的指导意义。为了进一步验证该唯象模型,探讨硅薄膜微观结构的影响因素,并最终提高微晶硅薄膜材料的性能,本文针对微晶硅的孵化时间（incubation time）、晶粒尺寸及晶化机制等进行了一系列的实验研究。实验中发现了与等离子体中产生的晶化纳米颗粒有关的微晶硅薄膜晶化机制,并通过减缓PECVD反应室中晶化纳米颗粒的抽出,使其在沉积结束时附着在薄膜表面,推算了其尺寸以及密度等信息。目前对微晶硅薄膜太阳能电池的研究已经十分普遍,但纯粹的实验研究可能存在盲目性,且通常耗时长,成本高。因此本文使用了SCAPS-1D软件针对随沉积条件而改变的微晶硅薄膜晶化... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1. 绪论
    1.1 选题目的及意义
    1.2 国内外研究现状和进展
    1.3 本文的主要研究内容
2. 样品制备及表征方法
    2.1 氢化非晶硅(a-Si:H)和氢化微晶硅(μc-Si:H)材料
    2.2 等离子体增强化学气相沉积(PECVD)
    2.3 晶体硅片
    2.4 表征方法
3. 基于Si F4/H_2/Ar等离子体的材料研究
    3.1 H_2流率对PECVD沉积硅薄膜的孵化时间及晶粒尺寸的影响
    3.2 PECVD中射频输入功率对硅薄膜结构的影响
    3.3 等离子体中产生的纳米颗粒及其对薄膜沉积的影响
    3.4 基于 SiF_4/H_2/Ar混合气体的薄膜太阳能电池
    3.5 本章小结
4. 微晶硅太阳能电池本征层晶化率对电池性能影响的计算机模拟分析
    4.1 微晶硅薄膜太阳能电池模型的参数设定
    4.2 模拟结果和分析
    4.3 本章小结
5. SIF_4 和H_2在PECVD过程中对硅基底样品的刻蚀作用
    5.1 SiF_4 对非晶硅薄膜以及单晶硅片表面的刻蚀效应
    5.2 H_2 对单晶硅片表面的刻蚀效应
    5.3 本章小结
6. 结论及研究展望
    6.1 结论
    6.2 研究展望
致谢
参考文献



本文编号：3443708