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射频PECVD沉积优质氢化非晶硅薄膜

王敏花  任丙彦  刘晓平  李彦林  羊建坤  许颖  李海玲  王文静  
【摘要】:由于a-Si:H薄膜优良的光电性能,其光电导和暗电导之比可高达105,光学吸收系数大于104cm-1,使其在太阳能电池和液晶大屏幕平面显示等光电器件方面得到了广泛应用。尤其是非晶硅薄膜太阳能电池,由于其制备工艺简单,材料价格低廉以及重量轻等特点,在降低太阳能电池成本方面有着极大的潜力[1]。因此,研究a-Si:H薄膜的高速沉积已经成为降低太阳电池生产成本的一个的先决条件之一。但是,常规的13.56MHz的RF-PECVD制备a-Si:H薄膜的沉积速率通常很低(~1?/s)[2],为此,人们发展了许多其他沉积技术,例如,甚高频PECVD、热丝CVD、电子回旋共振CVD,脉冲调制射频PECVD[3]等技术,但这些技术各有利弊。传统的RF-PECVD技术在工业中应用广泛,技术成熟,费用低廉,与其它技术兼容性好,仍然是最具优势和发展潜力的技术之一。为了克服RF-PECVD沉积速率低的缺点,通过加大射频功率可以获得高的沉积速率,但高功率下的离子轰击又会对薄膜造成损伤,使薄膜光电性能变差,增加了薄膜的缺陷态密度,导致电池的效率下降。一般RF-PECVD沉积a-Si:H薄膜材料及其太阳能电池其性能都随着生长速率的提高而降低,提高沉积速率和提高材料性能似乎是一对不可克服的矛盾。为了得到高沉积速率、高质量a-Si:H薄膜,近年来,利用rf-PECVD在高气压下沉积a-Si:H薄膜及其太阳电池的技术得到了广泛的应用。

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