太阳电池用氮化硅薄膜及氢钝化研究

摘要

该文在系统综述当前太阳电池用氮化硅薄膜研究进展、前景和面临的问题的基础上,应用PECVD(等离子体增强化学气相沉积)系统,以硅烷和氨气为气源制备了同时具有钝化作用和减反射作用的氮化硅薄膜;摸索了氮化硅薄膜相对最佳生长参数;研究了PECVD生长的氮化硅薄膜的基本物理化学性质以及在沉积的过程中,衬底温度、硅烷氨气流量比和射频功率对薄膜折射率和生长速率的影响;分别探明了氢等离子体和富氢氮化硅薄膜对太阳电池材料和器件性能的钝化作用,并就沉积薄膜后退火对电池材料和器件的影响做了初步的摸索,得到了一系列的实验结果,为开发中国自主知识产权的太阳电池工艺提供了有益的参考和指导.

目录

文摘

英文文摘

第一章文献综述

1.1引言

1.2太阳电池的原理与发展现状

1.3硅太阳电池的减反射膜

1.4氮化硅薄膜的性质与制备方法

1.5太阳电池氢钝化的机理和方法

1.6太阳电池氢钝化存在的问题

1.7本论文的研究目的与意义

第二章实验设备与过程

2.1 PECVD设备

2.2 RTP设备

2.3实验材料

2.4测试设备

2.4.1金相显微镜

2.4.2原子力显微镜(AFM)

2.4.3扫描电子显微镜(SEM)

2.4.4薄膜测试系统

2.4.6 X射线光电子能谱(XPS)

2.4.7 X射线能谱分析仪(EDS)

2.4.8微波光电导衰减(μ-PCD)

2.4.9傅立叶变换红外光谱(FTIR)

2.4.10太阳电池效率测试仪

2.4.11霍尔参数测试仪(Hal1)

2.5实验过程

2.5.2氢等离子体的钝化实验

2.5.3薄膜样品的退火处理

第三章PECVD沉积SiNx：H薄膜性质研究

3.1表面与截面形貌

3.2光学性质

3.3化学结构

3.4稳定性

3.5不同沉积参数对薄膜性质的影响

3.6本章小结

第四章氢钝化效果研究

4.1氢等离子体对多晶硅材料的钝化效果

4.1.1氢等离子体钝化与处理温度的关系

4.1.2氢等离子体钝化与处理时间的关系

4.2富氢氮化硅薄膜对硅材料的钝化效果

4.2.1氮化硅薄膜对单晶硅的钝化

4.2.2氮化硅薄膜对多晶硅的钝化

4.3氢等离子体对硅电池的钝化效果

4.3.1氢等离子体对单晶硅电池的钝化效果

4.3.2氢等离子体对多晶硅电池的钝化效果

4.4富氢氮化硅薄膜对硅电池的钝化效果

4.4.1富氢氮化硅薄膜对单晶硅电池的钝化效果

4.5PECVD沉积氮化硅薄膜与氢等离子体处理的工艺整合研究

4.6本章小结

第五章热处理对氮化硅减反射膜的影响

5.1热处理对薄膜厚度和折射率的影响

5.2热处理对少子寿命的影响

5.3热处理对电池性能的影响

5.4本章小结

第六章结论

参考文献

硕士研究生学习阶段已发表及已投稿论文

致谢