基于磁控溅射技术沉积光伏电池用硅基薄膜材料的研究

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1、基于磁控溅射技术沉积光伏电池用硅基薄膜材料的研究基于磁控溅射技术沉积光伏电池用硅基薄膜材料的研究基于磁控溅射技术沉积光伏电池用硅基薄膜材料的研究基于磁控溅射技术沉积光伏电池用硅基薄膜材料的研究基于磁控溅射技术沉积光伏电池用硅基薄膜材料的研究基于磁控溅射技术沉积光伏电池用硅基薄膜材料的研究基于磁控溅射技术沉积光伏电池用硅基薄膜材料的研究基于磁控溅射技术沉积光伏电池用硅基薄膜材料的研究基于磁控溅射技术沉积光伏电池用硅基薄膜材料的研究基于磁控溅射技术沉积光伏电池用硅基薄膜材料的研究18西安理工大学Journalo

2、fXi’allUniversityofTechnology(2009)Vo1.25No.1文章编号:1006-4710(2009)01-0018-05基于磁控溅射技术沉积光伏电池用硅基薄膜材料的研究赵志明,蒋百灵,郭伟(西安理工大学材料科学与工程学院,陕西西安710048)摘要:硅基薄膜太阳能电池是光伏电池领域最具有发展前景的组件.采用非平衡磁控溅射技术制备氢化硅薄膜和SiN/Si纳米多层膜,并对其结构与性能进行了分析.结果表明,Si:H薄膜呈现出非晶硅和硅纳米晶颗粒复合结构;随着溅射混合气中氢气含量的增加

3、,Si:H薄膜的晶化程度增强;Si:H薄膜的光学带隙均高于2.0eV.利用交替磁控溅射方法沉积的SiN/Si纳米多层膜结构,其呈现出非晶相.关键词:硅薄膜;硅纳米晶;SiN/Si纳米多层膜;磁控溅射中图分类号:0484.1文献标识码:ATheStudyofSi-BasedThinFilmsDepositedbyMagnetronSputteringf0rPhotovoltaicCellZHAOZhi-ming,JIANGBai-ling,GUOWei(FacultyofMaterialScienceandE

4、ngineering,Xi’anUniversityofTechnology,Xi’an710048,China)Abstract:Recently,Si.basedthinfilmssolarcellisoptimalcandidateforPVcel1.Inthispaper,Si:HthinfilmsandSiN/Simuhilayeraredepositedbyunbalancedmagnetronsputtering,whosestructuresandbehaviorsareanalyzed.r

5、rheresultsindicatethatSi:HthinfilmsappeartohaveamorphousSiandSinanocrystallinecompositestructures;andwithanincreaseinH2contentsinsputteringmixedgas,Si:Hthinfilmcrystallizationdegreeincreases;theopticalbandgapofSi:Hthinfilmswerehigherthansinglecrystalsilico

6、n’S,beingabove2.OeV.TheSiN/Simuhilayersisdepositedahematelybymagnetronsputteringandappeartoamorphousphase.Keywords:Sithinfilms;Sinanocrystalline;SiN/Simuhilayers;magnetron随着能源危机和”温室效应”日趋严重,开发和发展新型清洁可再生能源成为能源领域的重要任务,其中太阳能以其清洁环保,取之不尽等优点成为重点发展的新型能源之一.硅基太阳能电池具

7、有原料丰富,无毒等优点,已成为陆地用高性能太阳能电池领域最具有发展前景的电池组件之一.硅薄膜太阳能电池的制造技术主要是化学气相沉积(CVD)技术,包括常压CVD,热丝CVD以及等离子体增强CVD等.近些年,随着磁控溅射技术的发展,由于它具有能够精确地控制工艺参数,膜层质量和薄膜组分,薄膜均匀性好,沉积速率高以及工作温度低等优点,备受太阳能电池领域的青睐.目前,利用脉冲磁控溅射技术已在高衬底温度的条件下获得了晶态硅薄膜4.,为磁控溅射在硅基太阳能电池领域的应用提供了巨大的技术支持.本文基于薄膜硅太阳能电池和硅

8、基纳米材料太阳能电池的设计思想,利用直流磁控溅射技术沉积氢化硅薄膜和硅基纳米多层薄膜结构,并对薄膜的微观结构和光学性能进行分析讨论.1实验室温下,在UDP450控溅射设备上利用反应磁收稿日期:2008.11-13基金项目:国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(2005AA33H010);西安理工大学科研基金资助项目(101210703).作者简介:赵志明(1978一),男,内蒙古通辽人,讲师,博士,研究方