PDF《非晶 ！ 微晶相变域硅薄膜及其太阳能电池 ！》

非晶!微晶相变域硅薄膜及其太阳能电池! 郝会颖!) ") 孔光临!) 曾湘波!) 许颖!) 刁宏伟!) 廖显伯!) !) (中国科学院半导体研究所表面物理国家重点实验室,凝聚态物理中心, 北京 !###$%) ") (中国地质大学 (北京) 材料科学与工程学院,北京 !###$%) ("##& 年!! 月!' 日收到;

"##& 年!" 月(日收到修改稿) 采用甚高频等离子体增强化学气相沉积 0) 法, 成功制备出从非晶到微晶过渡区域的硅薄膜1 样品 的微结构、 光电特性及光致变化的测量结果表明这些处于相变域的硅薄膜兼具非晶硅优良的光电性质和微晶硅的 稳定性1 用这种两相结构的材料作为本征层制备了 2,3,4 太阳能电池, 并测量了其稳定性1 结果在 56!78 (!##9:;

]

1 那么究竟含有多少微 晶成分最佳是一个十分重要的问题, 目前尚无统一 结论1 在我们以前的工作中曾运用有效介质理论计 算了硅薄膜中的晶相体积比应小于 %#= [$]

1 本文将 通过实验进一步分析两相结构中的晶相体积比对材 料的稳定性和光电特性的影响, 从而得到最佳晶相 比1 然后用这种相变域硅薄膜做为本征层制备 2,3,4 太阳能电池, 并测量其伏安特性和稳定性1 结果证 明这种电池具有较高的效率和较强的稳定性1 "7 实验利用三室 )*+,-.

/)0 系统制备了一系列硅薄 膜样品1 其中衬底温度、 功率密度、 沉积气压等工艺 参数固定不动, 分别为 ""#C,$##9:;

, "8,8#1 沉积完成后, 对 生长在毛石英片上的硅薄膜在真空中蒸镀了共面铝 电极, 两个电极间的狭缝宽度约为 #7&991 利用测 量显微镜测量了狭缝的长度和宽度, 并利用透射谱 计算出了薄膜的厚度1 在光、 暗电导率测量以前要 首先对样品进行退火处理, 在真空退火炉中将样品 加热到 "##C并保温 !E1 样品的微区拉曼散射谱用 FG43HEDI F6"### 系统在室温下测量, 其光源为氦氖 激光器 (! J '%"7$49) , 仪器的分辨率为 !#49 的脉冲激光器1 硅薄膜的 曝光实验采用卤钨灯作为光源, 照射到样品表面的 光强为 8#9:;

> 为(B)C(, 短路电流密度 #.A 为"-B/C' 为"(B((/% ! 经过 /&(,*0%. P,L;

>,P;

O,O&+K L %+, E.+K M 6??6 63$J

4555 $6.7 6!3N [N] L;

> >,E.+K M ",OJ%+K G Q,P;

O P,O&+K L Q,*0%. P - %+, "0%. L Q 6??A !8*9 $%&'

5 .,-

5 '( !@IH(0+ 1J0+&#&) [徐艳 月、 孔光临、 张世斌、 胡志华、 曾湘波、 刁宏伟、 廖显伯 6??A 物 理学报 '( !@IH] [3] B&R)/ G,G%9S'%( O !3N4 $%&'

5 :);

5 Q !) AA@@ [!?] O0 D,Q;

#7J&) P,:%((&) 1,";

,T0+K -,OJ%+K E %+, L0& L !33I !""#

5 $%&'

5 ()**

5 )# 6?? E,>%+ Q,>%+K D %+, M;

J% G 6?5 $%&'

5 ()**

5 %# AN?? [!6] >;

& M O )* 9# 6??H !""#

5 $%&'

5 ()**

5 &) ?36!?A 0%'#**&$1 %&*&/($ #$2 %(*#" /1**%! P%. P;

0U>0+K!) 6) E.+K M;

%+KU"0+!) O&+K L0%+KUQ.!) L;

>0+K!) *0%. P.+KU-&0!) "0%. L0%+UQ.!) !) (.*9*) 9*98) $%&',8',4-2,8/-0@8*/>' A 7)7/-0)-')0 B9*8', 7%,-)') !890)2& /? .8,)-8)',C),D,-E !???NA,7%,-9) 6) (.8%//# /? B9*)>,9#' .8,)-8) 9-0 +)8%-/#/E&, 7%,-9 F-G)/'8,)-8)',C),D,-E !???NA,7%,-9) (2&7&0F&, !I V.F&W'&) 6??@;

)&F0#&, W%+;

#7)0R$ )&7&0F&,

3 *&7&W'&) 6??@)