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空心阴极放电在不同衬底上制备微晶硅薄膜的性能研究

葛腾  陈玖香  姜鑫先  张授业  陈强  
【摘要】:随着薄膜太阳能电池的兴起,微晶硅薄膜由于其较稳定的效率引起人们的广泛关注,而降低成本和提高效率是微晶硅薄膜电池发展应用的主要方向。在本文中我们采用空心阴极代替传统的电容耦合平板电极放电,利用等离子体增强化学气相沉积技术,以二氯二氢硅(SiH2C12)为前驱反应气体、氢气(H_2)为稀释气体,分别在玻璃衬底及柔性衬底(PI、PET)上制备氢化微晶硅(μc-Si:H)薄膜。研究发现,在玻璃衬底上,得到了沉积速率约为1.2nm/s、晶化率约为71%的μc-Si:H薄膜。由于孵化层厚度的影响,随着薄膜厚度增加,晶化率增大。在薄膜厚度为750 nm时,晶化率最大,约为90%。对有机聚合物基底PI和PET,在磁控溅射沉积ITO之后,衬底温度为300℃时,在其上沉积的μc-Si:H薄膜晶化率依然可以超过70%。而将衬底温度从300℃降为150℃之后,薄膜的晶化率为60%左右。即沉积速率较玻璃衬底几乎不变,但是晶化率有所下降。分析认为可能是ITO薄膜产生的影响,对于玻璃和柔性衬底,存在两种不同的μc-Si:H薄膜生长机制。

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