ecvd法制備多晶硅薄膜-wenkub
2023-05-21 13:18:08 本頁(yè)面
【正文】 00M國(guó)內(nèi)總產(chǎn)能占全球的 %。2021年全球光伏市場(chǎng)總收入則達(dá)到 371億美元。 太陽(yáng)能光伏行業(yè)發(fā)展趨勢(shì) ? 太陽(yáng)是萬(wàn)物之源，它不但清潔，而且取之不盡用之不竭，對(duì)環(huán)境無(wú)任何污染。 PECVD可以低溫、直接制備多晶硅薄膜，具有美好的發(fā)展前景。畢業(yè)論文題目 PECVD法制備多晶硅薄膜研究 ◆學(xué)生姓名： ◆專(zhuān)業(yè)班級(jí)： ◆指導(dǎo)教師： 總綱 ? 1太陽(yáng)能光伏行業(yè) ? 2太陽(yáng)能電池 ? 3論文主要任務(wù) ? 4論文重點(diǎn)內(nèi)容 ? 5總結(jié)及展望 論文重點(diǎn)內(nèi)容 ? 1 多晶硅薄膜的結(jié)構(gòu)和特性 ? 2 多晶硅薄膜的制備方法 ? 3 PECVD設(shè)備和基本原理 ? 4 PECVD沉積動(dòng)力學(xué)分析 ? 5 PECVD制備多晶硅薄膜影響因素 論文主要任務(wù) ? 了解太陽(yáng)能光伏行業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，搜集太陽(yáng)能電池的相關(guān)信息。 ? 掌握 PECVD設(shè)備和基本原理，了解 PECVD制備多晶硅薄膜中，沉積的動(dòng)力學(xué)過(guò)程。 21世紀(jì)以來(lái)，全球太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)平均年增長(zhǎng)率達(dá)30%以上，近五年來(lái)，全球太陽(yáng)能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的年增長(zhǎng)率高達(dá) 50%。 ? 據(jù)世界能源組織（ IEA） 、 歐洲聯(lián)合研究中心、 歐洲光伏工業(yè)協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)， 2020年世界光伏發(fā)電將占總電力的 1%，到 2040年光伏發(fā)電將占全球發(fā)電量的 20%，按此推算未來(lái)數(shù)十年，全球光伏產(chǎn)業(yè)的增長(zhǎng)率將高達(dá) 25%～ 30%。保定英利綠色能源有限公司是全球最大的垂直一體化光伏發(fā)電產(chǎn)品制造商之一。 2021年世界前 16家太陽(yáng)電池公司中，中國(guó)已經(jīng)占有了 6家，中國(guó)已成為名副其實(shí)的太陽(yáng)能電池世界第一大國(guó)。 太陽(yáng)能電池原理和分類(lèi) ? 能量大于構(gòu)成 pn結(jié)的半導(dǎo)體材料的禁帶寬度 Eg的光子被價(jià)帶電子所吸收，價(jià)帶電子吸收光子后激發(fā)到導(dǎo)帶，產(chǎn)生電子一空穴對(duì)。但耗材大，生產(chǎn)成本高。 ? ? 多晶硅薄膜太陽(yáng)電池因同時(shí)具有單晶硅的高遷移率，長(zhǎng)壽命及非晶硅材料成本低、可大面積制備，材料制備工藝相對(duì)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn) ,且無(wú)光致衰減效應(yīng)。 ? ? GaAs具有直接能帶隙，寬度 。 ? ? CdTe（碲化鎘）是為帶隙 ，其禁帶寬度隨溫度變化很小，非常接近光伏材料理想禁帶寬度。但是由于高分子材料大都為無(wú)定型，即使有結(jié)晶度但是載流子和遷移率依然都很低。第三代太陽(yáng)能電池主要有前后重疊電池、多能帶電池、熱太陽(yáng)能電池、熱載流子電池和沖擊離子化太陽(yáng)能電池 (又叫量子點(diǎn)電池 Quantum Dot Solar Cells)等。晶界和晶粒的結(jié)構(gòu)不同，它們的原子化學(xué)勢(shì)也不同。 ? 納米硅薄膜 (ncSi:H)作為一種新型半導(dǎo)體材料，是由納米數(shù)量級(jí) Si晶粒組成的一種薄膜。另一種分類(lèi)是按照制備過(guò)程，可分為直接制備方法和間接制備方法，主要有以下六種 ： ? 一 化學(xué)氣相沉積法 (CVD)、二 液相外延技術(shù)（ LPE）、三 固相晶化法（ SPC）、四 金屬誘導(dǎo)晶化（ MIC）、五 區(qū)域熔化再結(jié)晶法（ ZMR）、六 激光晶化法 (LIC)。于是反應(yīng)氣體雖然處于環(huán)境溫度，但卻能使反應(yīng)氣體在等離子體中受激、分解、離解和離化，從而大大地提高了參與反應(yīng)物的活性。 LPCVD具有生長(zhǎng)速度快，成膜致密、均勻和裝片容量大等特點(diǎn)。但在高溫下燈絲蒸發(fā)產(chǎn)生的金屬原子沉入膜中，對(duì)薄膜造成污染 ,在高沉積速率下，薄膜中形成微空洞，易氧化。 ? 而所謂的間接制備法就是指首先在基片襯底上制備一層非晶硅薄膜，再通過(guò)之后的處理制備多晶硅薄膜的方法。 ? 四 金屬誘導(dǎo)晶化（ MIC） ? 90年代以來(lái)人們發(fā)現(xiàn)非晶硅中加入一些金屬如 Al， Cu， Au， Ag， Ni等，能夠降低非晶硅向多晶硅轉(zhuǎn)變的相變能量，在溫度低于 500℃ 時(shí)進(jìn)行退火將非晶硅轉(zhuǎn)化為多晶硅。在此過(guò)程中 , 激光脈沖的瞬間能量被非晶硅薄膜吸收并轉(zhuǎn)化為相變能 , 因此不會(huì)有過(guò)多的熱能傳導(dǎo)到薄膜襯底。正離子和電子在高壓電場(chǎng)的作用下，獲得足夠的能量，參與化學(xué)反應(yīng)，大大降低了沉積反應(yīng)溫度，加速了化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，提高了沉積速率 。這兩種效應(yīng)都可促使薄膜的形成。原子向穩(wěn)定位置的移動(dòng)取決于襯底溫度。實(shí)際發(fā)生的過(guò)程遠(yuǎn)比上式復(fù)雜， SiH4生成 Si的過(guò)程中有許多中間產(chǎn)物，分解反應(yīng)有幾十個(gè)，每個(gè)反應(yīng)都是可逆的。 ? SiF4/H2組合硅源是制備太陽(yáng)能電池材料的一種較新、較好的方法， F元素在薄膜生長(zhǎng)和降低沉積溫度中起很大作用，可以實(shí)現(xiàn)原位的化學(xué)腐蝕和化學(xué)清潔作用，通過(guò)腐蝕襯底控制襯底的
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