高电导掺硼富硅碳化硅薄膜的光电特性研究

摘要

包含有纳米硅颗粒的富硅碳化硅(nc-Si/SiCx)薄膜由于其带隙可调等诸多特性,在硅基光电器件中有着很好的应用前景.已有报道指出,由于硼掺杂的nc-Si/SiCx材料具有较宽的带隙(～2.2eV)和较高的电导率(～10-3S/cm),可以将其作为n-i-p结构非晶硅太阳能电池的窗口层,提高了电池的开路电压和短波长波段的外量子效率1，在本文工作中，制备了掺硼的非晶富硅碳化硅薄膜，并通过900°C高温退火形成了硼掺杂的nc-Six/SiC。薄膜，研究了不同的组分比和掺杂浓度对材料光电性质的影响。在高温退火以后，样品的带隙从~1.8eV提高到了~2.3eV，这可以归因于退火后样品中Si-C键以及Si-0键浓度的大幅提高。而掺杂硼原子浓度的改变对带隙的影响较小。由于nc-Si的形成和硼原子的激活，退火后样品的暗电导率有8个数量级的提高，最高达到了91S/cm。随着薄膜中碳含量的增加，退火后样品的霍尔迁移率、载流子浓度以及暗电导率都呈下降趋势。