本文關(guān)鍵詞：多晶硅厚膜的制備及性質(zhì)分析

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【摘要】：能源危機(jī)和環(huán)境問(wèn)題的日益突出推進(jìn)了可再生能源的發(fā)展,太陽(yáng)能作為一種潔凈無(wú)污染儲(chǔ)量豐富的新能源有望取代傳統(tǒng)能源成為將來(lái)能源的主流。太陽(yáng)能發(fā)電主要依靠太陽(yáng)能電池,由于多晶硅太陽(yáng)能電池穩(wěn)定性高、成本低、生產(chǎn)工藝相對(duì)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),近年來(lái)得到了快速的發(fā)展。為了能夠推動(dòng)多晶硅電池的大規(guī)模應(yīng)用,人們始終在研究如何降低太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)成本并提高電池效率。選用廉價(jià)的襯底并在其上生長(zhǎng)優(yōu)質(zhì)的多晶硅厚膜成為制備高效低成本太陽(yáng)能電池的一個(gè)最有發(fā)展前景的研究方向�；谑凸柘嘟奈锢砘瘜W(xué)性質(zhì),本文采用拋光石墨片作為生長(zhǎng)多晶硅厚膜的襯底材料。為了減少石墨襯底和多晶硅厚膜之間的晶格失配以及熱膨脹系數(shù)不匹配的不利影響,文中引入了多晶硅薄膜籽晶層作為過(guò)渡層,同時(shí)多晶硅薄膜籽晶層可以作為一層阻擋層來(lái)阻止石墨中的雜質(zhì)向多晶硅厚膜擴(kuò)散。本文在拋光石墨片上,先利用磁控濺射技術(shù)(MSC)、快速熱退火技術(shù)(RTA)制備一層多晶硅薄膜籽晶層,并探究了生長(zhǎng)多晶硅薄膜籽晶層的最佳條件,接著在籽晶層上用化學(xué)氣相沉積技術(shù)(CVD)外延一層多晶硅厚膜,最后用理論分析了實(shí)驗(yàn)條件對(duì)擇優(yōu)取向和結(jié)晶度的影響,實(shí)驗(yàn)中用到的表征及分析技術(shù)有X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)以及微波反射光電導(dǎo)衰減譜(μ-PCD),取得的主要成果如下：1在拋光石墨片上,利用MSC和RTA技術(shù),制備了多晶硅薄膜籽晶層,經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)得出制備多晶硅薄膜籽晶層的最佳條件為：濺射時(shí)間4h、濺射溫度850℃、退火溫度1000℃、退火時(shí)間180s,在該條件下在拋光石墨片襯底上制備了具有高度的Si(220)擇優(yōu)取向的多晶硅薄膜籽晶層。2在多晶硅薄膜籽晶層上,利用CVD技術(shù),沉積了一層多晶硅厚膜,SEM、XRD以及u-PCD譜分析表明多晶硅厚膜質(zhì)量良好,引入多晶硅薄膜籽晶層對(duì)于多晶硅厚膜的生長(zhǎng)有個(gè)良好的過(guò)渡,對(duì)于后續(xù)的電池制備是極其有利的。3本文利用謝樂(lè)公式、能量最低原理、成核理論以及失配度公式對(duì)于多晶硅薄膜籽晶層以及多晶硅厚膜的擇優(yōu)取向和結(jié)晶度進(jìn)行了細(xì)致的分析,理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合。
【關(guān)鍵詞】：拋光石墨片 磁控濺射 籽晶層 快速熱退火 化學(xué)氣相沉積 多晶硅厚膜 擇優(yōu)取向
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-26
• 1.1 能源與環(huán)境10-11
• 1.1.1 能源與環(huán)境問(wèn)題10
• 1.1.2 可再生能源的發(fā)展10-11
• 1.2 太陽(yáng)能利用的主要方式11-18
• 1.2.1 光熱利用12-13
• 1.2.2 光化學(xué)轉(zhuǎn)化13-15
• 1.2.3 光伏發(fā)電15-18
• 1.3 太陽(yáng)能電池18-25
• 1.3.1 太陽(yáng)能電池分類18-22
• 1.3.2 多晶硅太陽(yáng)能電池22-23
• 1.3.3 多晶硅厚膜23-25
• 1.4 本論文的研究?jī)?nèi)容及安排25-26
• 第2章 多晶硅的制備系統(tǒng)與表征技術(shù)26-34
• 2.1 制備系統(tǒng)26-29
• 2.1.1 磁控濺射技術(shù)26-27
• 2.1.2 快速熱退火(RTA)系統(tǒng)27-28
• 2.1.3 CVD系統(tǒng)28-29
• 2.2 表征技術(shù)29-33
• 2.2.1 X射線衍射29-30
• 2.2.2 掃描電子顯微鏡30-31
• 2.2.3 拉曼光譜分析31-32
• 2.2.4 微波反射光電導(dǎo)衰減譜32-33
• 2.3 本章小結(jié)33-34
• 第3章 石墨襯底上多晶硅薄膜籽晶層的制備34-42
• 3.1 石墨襯底的選擇34-35
• 3.2 制備工藝35-36
• 3.2.1 磁控濺射制備過(guò)程35
• 3.2.2 快速熱退火晶化過(guò)程35-36
• 3.3 沉積多晶硅籽晶層最佳條件的探索36-40
• 3.3.1 濺射時(shí)間的選擇36-37
• 3.3.2 濺射溫度的選擇37-38
• 3.3.3 退火溫度的選擇38-39
• 3.3.4 退火時(shí)間的選擇39-40
• 3.4 本章小結(jié)40-42
• 第4章 籽晶層上多晶硅厚膜的制備及分析42-52
• 4.1 CVD制備工藝42-43
• 4.2 多晶硅厚膜的表征和分析43-47
• 4.2.1 多晶硅厚膜SEM分析43-45
• 4.2.2 多晶硅厚膜XRD分析45-46
• 4.2.3 μ-PCD譜測(cè)試表征46-47
• 4.3 擇優(yōu)取向和結(jié)晶度的理論分析47-50
• 4.3.1 謝樂(lè)公式分析47-48
• 4.3.2 能量最低原理48-50
• 4.3.3 成核理論50
• 4.4 失配度和應(yīng)力分析50-51
• 4.5 本章小結(jié)51-52
• 第5章 結(jié)論與展望52-54
• 5.1 論文總結(jié)52
• 5.2 展望52-54
• 參考文獻(xiàn)54-60
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果60-61
• 致謝61

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