多晶硅薄膜太陽能電池及其制備技術研究進展評述

1、第 頁多晶硅薄膜太陽能電池材料及其制備技術研究進展評述1前言1.1研究背景近年來，隨著可持續(xù)發(fā)展，環(huán)境保護等觀念的深入人心，以及常規(guī)化石能源的日漸枯竭，太陽能的光伏應用已給我們展示了非常廣闊的前景。因此，可將太陽能轉化為電能的太陽能電池的研制和發(fā)展，正日益引起關注硅太陽能電池是最有發(fā)展前景的。目前,晶體硅太陽電池因其豐富的原材料資源和成熟的生產工藝而成為太陽電池研發(fā)和產業(yè)化的主要方向,但大規(guī)模應用需要解決兩大難題：提高光電轉換效率和降低生產成本。工藝成熟的晶體硅太陽電池具有相對較高的轉換效率,但成本較高,硅晶體的尺寸也不能滿足大面積的要求晶體硅太陽電池的硅材料占太陽電池成本的45%以上,大幅度

2、降低晶體硅太陽電池成本非常困難。高效低成本的薄膜太陽電池代表了未來太陽電池工業(yè)的發(fā)展方向。薄膜化（或薄層化）是降低太陽能電池成本的主要手段和發(fā)展趨勢1。非晶硅薄膜太陽電池雖在成本上具有一定優(yōu)勢,但光疲勞效應嚴重制約了其發(fā)展。多晶硅薄膜電池是兼具單晶硅和多晶硅電池的高轉換效率和長壽命以及非晶硅薄膜電池的材料制備工藝相對簡單等優(yōu)點的新一代電池。早在上世紀80年代，就有人提出了晶體硅薄膜太陽電池的設計思想，認為它是一種可大幅度減小太陽電池制造成本的有效途徑2。但是由于種種原因，這種設想一直以來并未受到人們的重視。近年來隨著人們在陷光技術、鈍化技術以及載流子束縛等技術方面不斷取得進展，多晶硅薄膜電池的

3、研究日益受到人們的重視。世界各國的科學家對各種不同的方法制備的多晶硅薄膜及薄膜太陽電池進行了廣泛而深入的研究。在不遠的將來，多晶硅薄膜電池技術可望使太陽電池組件的成本降低,從而使得光伏發(fā)電的成本能夠與常規(guī)能源相競爭。1.2原理及存在問題目前晶體硅薄膜電池的晶粒大小從納米直到毫米級都有，為了方便，光伏界將它們統(tǒng)稱為多晶硅(polycrystallineSi)薄膜太陽電池。多晶硅薄膜是由許多大小不等、具有不同晶面取向的小晶粒構成的。晶粒與晶粒之間的區(qū)域稱為晶界。晶界和晶粒的結構不同，它們的原子化學勢也不同。晶界包含很多復合中心(懸掛鍵或雜質)，光致載流子在被結分開之前，如果碰到晶界，會導致電子和空

4、穴的復合，從而降低電池效率。所以晶界對太陽電池性能的影響很大。在一定的生長條件下，晶粒有一種主要的生長取向，稱為優(yōu)取向。擇優(yōu)取向對多晶硅薄膜的性能影響很大。如果晶粒生長得像一根根柱子垂直于襯底，整片多晶硅薄膜就如同很多的小單晶并列而成，這樣的多晶硅薄膜制成的薄膜太陽電池，光致載流子穿過整個電池時可以不碰到晶界，極大地減少光致載流子的復合，提高電池效率3。因此，如何加大晶粒粒度從而減少晶界，如何鈍化晶界，如何使晶粒具有擇優(yōu)取向從而避開晶界的影響，是制備優(yōu)質多晶硅薄膜的主要研究方向。多晶硅薄膜太陽電池是將多晶硅薄膜生長在低成本的襯底材料上，用相對薄的晶體硅層作為太陽電池的激活層，不僅保持了晶體硅太

5、陽電池的高性能和穩(wěn)定性，而且材料的用量大幅度下降，明顯地降低了電池成本。它要求多晶硅薄膜的厚度在5um至I150um左右，且薄膜的寬度至少是厚度的一倍，同時要求襯底具有機械支撐能力，要有良好的背電極，還需要對背表面進行鈍化。多晶硅薄膜在長波段具有高光敏性，對可見光能有效吸收，且具有與晶體硅一樣的光照穩(wěn)定性，因此被公認為高效、低耗的最理想的光伏器件材料。近些年來，多晶硅薄膜材料和相關的電池工藝方面的工作引起了人們極大的關注。因為多晶硅薄膜太陽能電池兼具單晶硅和多晶硅體電池的高轉換效率和長壽命等優(yōu)點，同時材料制備工藝相對簡單。因此多晶硅薄膜太陽電池在提高太陽電池效率、節(jié)約能源和大幅度降低成本方面都

6、具有極其誘人的前景。但由于對多晶硅薄膜材料的研究還不夠深入，膜生長技術還在探索，以及薄膜多晶方式在原理上的研究還在探討階段致使多晶硅薄膜電池還處于開發(fā)階段。3國內外研究進展及評述多晶硅的薄膜研究歷史己有半個世紀左右，但是為了獲得廉價的高質量多晶硅薄膜，仍然存在不少問題，以下將對多晶硅薄膜的制備方法進行總結并進行比較。多晶硅的制備方法很多，以下將制備方法分為直接制備法和間接制備法兩種主要的方法來論述。其中直接制備法是指通過不同的反應條件來控制初始晶粒的形成，長大直接在基片上得到多晶硅的制備方法。其中研究的比較多的有等離子增強化學氣相沉積(PECVD)、常壓化學氣相沉積(APCVD)、低壓化學氣相

7、沉積(LPCVD)、催化化學氣相沉積(Cat-CVD)、液相外延技術(LPE)等。間接制備法是指先在襯底上制備一層非晶硅薄膜，然后通過一系列的后工藝處理得到多晶硅薄膜的方法，這些方法里主要對固相晶化(SPC)、區(qū)域熔化再結晶法(ZMR)、金屬誘導晶化(MIC)研究較多。3.1直接制備法3.1.1等離子增強化學氣相沉積(PECVD)(1)鹵化硅+SiH+H的混合氣體為氣源42鹵化硅通常是指SiCl,SiHCl,SiF等氣源。以下以SiCl42244氣源為例，采用SiCl+H的混合氣體為氣源45的等離子化學氣42相沉積技術，在150C300C的玻璃襯底上低溫制備出多晶硅薄膜，沉積速率大于3A/s，

8、晶化率達到80%。黃銳、林漩英、余云鵬等6對其生長機理做了分析，他們認為由輝光放電所產生的擴離子和H原子在生長表面有還原和刻蝕的作用。實驗中氫稀釋對于SiCl/H-PECVD情況，生長表面的Si-Cl鍵要靠H基團還原42出Cl元素，形成新鮮的活性Si表面后，才能對氣相的SiCl基n團進行化學吸附，使薄膜得到進一步生長，然后再重復下一個還原、吸附、生長的過程。故H+離子和H原子對膜的生長及晶化起重要的促進作用。Cl元素在多晶硅生長過程中的作用分為以下幾點：（1）SiCl中的C1元素，對弱Si-Si鍵具有比氫更高的腐4蝕性能。在薄膜沉積過程中，Cl基粒子能夠原位腐蝕掉正在成長的薄膜表面的弱Si-S

9、i鍵，阻止非晶網絡的形成，促進薄膜的晶化。（2）原位化學清潔作用。在沉積薄膜的過程中，Cl基粒子能夠除去反應室中阻礙晶體硅網絡形成的雜質，如O,C和N等，創(chuàng)建一個干凈的沉積表面。（3）Cl基粒子在薄膜沉積初始階段通過對硅襯底的腐蝕和清潔作用，降低表面能，提高活性粒子吸附在襯底表面并形成有序網絡的幾率。（4）H和Cl兩種元素在薄膜沉積過程中以某種穩(wěn)定的可揮發(fā)物從薄膜中逃逸，這一定程度提高了硅網絡的均勻性和有序度，有利于晶體硅的形成。故主要生長機制為:生長表面上氫還原Si-Cl鍵形成Si沉積，Si再吸附SiCl沉積基團，然后在由氫還原，這種交替進行的過程使n薄膜生長從而形成多晶硅。（2）SiH+H

10、稀釋制備多晶硅/微晶硅42目前，由于傳統(tǒng)得非晶硅薄膜太陽能電池存在光致衰退效應因此很多研究工作者都致力于在不改變原有生產設備（射頻等離子體化學氣相沉積RF-PECVD）的情況下制備微晶硅或多晶硅材料。采用射頻輝光放電等離子體增強化學氣相沉積（PECVD）方法低溫制備多晶硅薄膜正日益受到重視。傳統(tǒng)等離子體化學氣相沉積(RF-PECVD)技術一般在高氫稀釋、較高功率和低氣壓條件下生長微晶硅，但沉積速度很低(0.1nm/s)。為解決沉積速率低的問題，人們對優(yōu)質微晶硅的形成條件進行了大量有意義的工作，實驗發(fā)現形成優(yōu)質的微晶硅需要兩個必要條件:(1)盡量低的離子轟擊能量，防止高能粒子對己形成的微晶硅表面

11、的破壞;(2)足夠量的原子氫的存在，使它能夠覆蓋生長表面，刻蝕弱鍵，更主要的是使之鈍化微晶硅生長過程中的晶粒間界，大大降低態(tài)隙密度在此基礎上，研究者又提出了高壓高射頻功率耗盡技術(HPD)m引。相對于常規(guī)的RF-PECVD技術，高氣壓耗盡RF-PECVD由于反應氣壓很高(達幾百Pa至數千Pa)，能夠有效地降低粒子的轟擊能量，有利于材料的晶化;另一方面，增大電源的激發(fā)功率，使反應氣中的硅烷恰好完全分解，能夠很好地抑制原子氫的消耗反應，SiH+H-H+SiH，從而增大了反應過程中的原子氫濃度，423有利于晶化的形成。高氣壓耗盡RF-PECVD技術可以在不增加設備的情況下，僅通過提高反應氣體的壓力即

12、可實現微晶硅的高速生長，而且相對于VHF-PECVD而言，更容易實現厚度和結構的大面積均勻性。3.1.2常壓化學氣相沉積(APCVD)常壓化學氣相沉積是在氣壓接近常壓下進行CVD反應的一種沉積方式。在APCVD系統(tǒng)中，欲沉積的多晶硅的襯底水平地放在包覆了SiC(或多晶硅)地石墨基座上，用高頻感應線圈將它加熱到600-1200C，反應氣劑和載氣由反應管的一端進入，并從第 頁第7頁受熱的襯底表面上流過，在常壓化學氣相沉積法沉積速度極快，約為600T000nm/min。APCVD的操作壓力接近一個大氣壓，氣壓分子間的碰撞頻率很高，同質成核的“氣相反應”容易發(fā)生，易產生微粒。APCVD系統(tǒng)的優(yōu)點使具有

13、高的沉積速率，而連續(xù)式生產更是具有相當高的產出數，應此較適合集成電路制程。APCVD系統(tǒng)的其它優(yōu)點還有具有良好的薄膜均勻性，并且可以沉積直徑較大的多晶硅片，同時設備簡單，工藝易控,可以實現大面積成膜oAPCVD的缺點是需要快速的氣流。在大氣壓下，氣體分子彼此碰撞幾率很高，因此很容易發(fā)生化學氣相反應，使所制備的薄膜包含微粒。因此需經常對沉積室進行清洗。3.1.3低壓化學氣相沉積（LPCVD）低壓化學氣相沉積淀積多晶硅的過程是硅烷在恒溫低壓下分解成硅和氫氣，然后沉積在硅表面上，形成多晶硅薄膜。一般硅片采用直立密集裝片方式。反應是在電阻爐恒溫恒壓下進行，因此是熱壁條件。在LPCVD工藝中，由于反應在

14、低壓下進行，增大了質量轉移率，加大了分子平均自由程，氣體的擴散速度也加大了。熱壁反應爐對片子直接加熱，使溫度的均勻性和可控性大大提高。硅片的豎直排列，是片子表面的質量轉移速率比表面反應速率大得多，這不僅提高了均勻性，而且也增加了裝片量。通常用于淀積多晶硅的低壓CVD工藝有兩種。一種是采用100%的硅烷，反應室氣壓為26.66133.32Pa。另一種工藝流程是維持與上述相同的氣壓面采用20%30%的硅烷。兩種工藝每批次容量都可達100200片，膜厚一致性在5%以內。淀積速率約為1020nm/min。LPCVD沉積溫度通常在580C620C之間，低于此溫度范圍所制備的薄膜通常為非晶態(tài)硅或部分晶化的

15、硅薄膜。LPCVD工藝的優(yōu)點是:(1)有均勻的臺階復蓋；(2)膜的成份和結構可控；(3)淀積溫度較低；(4)淀積速率較快；(5)工藝容量較高；(6)制片成本較低。此外，與常壓化學氣相沉積(APCVD)相比，它的重要特點還在于它有很高的膜厚一致性。LPCVD相對于APCVD而言，盡管APCVD系統(tǒng)的壓力為LPCVD系統(tǒng)的壓力大34個數量級左右，但APCVD系統(tǒng)的沉積速率僅比LPCVD大1個數量級。3.1.4催化化學氣相沉積(Cat-CVD)催化化學氣相沉積(Cat-CVD)也被稱為熱絲化學氣相沉積法(HWCVD)，是一種采用金屬絲(一般為鎢絲)使硅烷和氫氣的混合氣體在高溫(1400C以上)下分解

16、，并擴散到襯底表面反應生成多晶硅或微晶硅薄膜的方法。影響薄膜的質量的因素很多911:(1)催化金屬的選擇與排布；(2)反應室壓強；(3)反應室氣體的流向；(4)反應室的形狀；(5)金屬絲與襯底的距離；(6)襯底溫度等。反應一般采用SiH和H的混合氣體，反應室氣壓小于100Pa，襯42底溫度低于300C。在高氫稀釋度條件下，熱絲分解過程會產生大量的高能量原子H，可以奪走SiH中的H，使Si-Si相結合的3機會增加，促進薄膜的晶化同時也降低了薄膜中的H含量，同時可以打斷Si的弱鍵，使硅的網絡更加馳豫，而且對薄膜沒有損傷。缺點是(1)高溫金屬在低壓條件下有一定的揮發(fā)性，薄膜生長速度較慢，會引入不需要

17、的雜質。(2)高沉積速率會導致高缺陷態(tài)密度的增加，影響電池的光電轉換效率的提高。(3)催化化學氣相沉積技術制備的薄膜均勻性受熱絲幾何結構的影響較大。3.1.5液相外延(LPE)液相外延方法是在1963年由納爾遜(Nelson)提出的。液相外延法就是通過將硅熔融在母液中，降低溫度使硅析出成膜的一種方法。美國AstroPower公司和德國Max-Plank研究所對這一技術進行了深入的研究，前者用LPE法制備的電池，效率己經達到12.2%，但是技術細節(jié)非常保密。液相外延生長的基礎是溶質在液態(tài)溶劑內的溶解度隨溫度降低而減少。因此一個飽和溶液，在它與襯底接觸后被冷卻時，如條件適宜，就會有溶質析出，析出的

18、溶質就外延生長在襯底上。這里所述的外延，是指在晶體結構和晶格常數與生長層足夠相似的襯底上生長，使相干的晶格結構得以延續(xù)。如果襯底和外延層是由相同的材料組成的稱為同質外延，反之稱異質外延。液相外延技術的出現，對于化合物半導體材料和器件的發(fā)展起了重要的推動作用，廣泛應用于多晶硅太陽能電池的制備12。與其他外延技術相比，液相外延法有以下優(yōu)點:(1)生長設備比較簡單；(2)生長速率快；(3)外延材料純度比較高；(4)摻雜劑選擇范圍較廣泛；(5)外延層的位錯密度通常比第 頁第10頁它賴以生長的襯底要低；(6)成分和厚度都可以比較精確的控制，重復性好；(7)操作安全，沒有汽相外延中反應氣體和反應產物所造成

19、的高毒、易燃、易爆和強腐蝕等危險。液相外延的最大缺點是當外延層與襯底的晶格失配大于1%時生長發(fā)生困難。其次，由于生長速率較快，難以得到納米厚度的外延材料。此外，外延層的表面形貌一般不如汽相外延的好。3.1.6微波等離子體沉積/原子氫交互處理微波等離子體沉積/原子氫交互處理13是指在薄膜沉積過程中引入微波并采用H等離子體進行處理以生長多晶硅薄膜。在沉積/處理交互進行方法中，通過選擇連續(xù)沉積時有利于核的生長的沉積條件，通過周期性的引入原子氫處理來促進晶格形成的馳豫過程，抑制非晶相的形成并加速晶粒的生長，從而在低溫下制備出大量晶?？棙嫷亩嗑Ч璞∧ぁ５玫狡骄Я３叽鐬?00200nm，斷面TEM測量發(fā)

20、現，晶粒是垂直襯底平面方向的柱狀，選擇太陽能電池這樣的縱向方向器件可望獲得良好的載流子輸運特性。此外，還有甚高頻射頻等離子化學氣相沉積技術(VHF-PECVD)，微波電子回旋共振等離子體增強化學氣相沉積(MWECR-PECVD。前者通過增加射頻源激發(fā)頻率來產生高頻率電子波，從而減小等離子體鞘厚度和電壓，降低電子溫度和轟擊襯底的離子能量，增大了輸送到生長表面的離子流量，實現微晶硅的高速制備，后者在反應室引入微波和磁場，形成高密度，高能量的等離子體。3.2再結晶制備法再結晶制備法:再結晶制備法是指先再襯底上制備非晶硅薄膜，然后將非晶硅薄膜通過熱處理，誘導等手段將非晶硅通過再結晶的方式制備出多晶硅。

21、3.2.1固相晶化（SPC）（1）高溫爐退火一般退火溫度在600C以上，退火后薄膜晶粒中的平均尺寸隨退火溫度的降低而降低，摻雜濃度的減少、薄膜厚度的增大而增大。沉積條件和固相晶化條件都是影響多晶硅薄膜晶粒尺寸的因素;退火后薄膜的暗電導率提高。有研究表明，在更低的溫度下（500650C）可得到1.01.5um的晶粒（SEM,降低沉積溫度可以控制非晶硅樣品中的晶核數目，這可以通過降低沉積溫度來控制，相對較高的退火溫度（650C）得到晶粒較大。樣品的初始結構是影響多晶硅顆粒長大的重要因素，高速生長的a-Si:H薄膜在退火前具有晶化顆粒，可以起晶核作用，在比較低的退火溫度下容易生長成大的晶粒，而且可以

22、通過有效的控制襯底溫度及摻雜比來改變晶粒尺寸和分布，從而可以獲得優(yōu)質多晶硅薄膜，這為研制適合于以玻璃為襯底的太陽能電池多晶硅薄膜提供有效的途徑1415。（2）快速熱退火（RTA）快速熱退火是發(fā)展的很快的半導體工藝新技術?？焖贌嵬嘶鸬?頁屬于熱處理的范疇，是一種新的退火方式，它的熱源是鹵鎢絲燈，與傳統(tǒng)的常規(guī)熱退火相比較，該方法有很多的優(yōu)點，除了用時間短，耗熱少，產量大，過程易控制外，晶化后的多晶硅薄膜缺陷少，內應力小16。該晶化技術之所以有這么多的優(yōu)點，是因為光加熱過程中存在量子效應。文獻1718把光子和材料的相互作用描述成如下等式:光子+材料=熱效應+量子效應。在快熱退火中，量子效應有如下幾個

23、作用:在任何處理溫度下，增大體擴散和表面擴散系數；(2)縮短熱處理時間；(3)減小微觀缺陷密度，從而改善材料的性能。一些研究表明，對多晶硅快熱退火時，溫度的改變，時間的延長對晶粒尺寸的影響不大;但升溫的快慢對晶粒尺寸影響很大升溫速率很大時，硅晶粒較小，升溫速率較小時，硅晶粒較大?？傊鞜嵬嘶鹱鳛橐环N相對較新的晶化技術，正引起越來越多的研究人員的興趣，是用于多晶硅薄膜太陽能電池工業(yè)的候選晶化技術之一。微波退火微波誘導晶化也能降低退火溫度，縮短退火時間。這是由于微波場的存在降低了非晶硅的結晶活化能，同時增強了擴散動力在低溫退火下容易形成晶核，并且晶核生長速率較快，從而使非晶硅在較低的退火溫度下發(fā)

24、生快速固相晶化，形成多晶硅。實驗表明在550C下微波退火后薄膜樣品晶化度好，并且隨著微波退火時間的延長，結晶硅膜的晶粒尺寸不斷增大，當a-Si薄膜在微波加熱條件下在550C退火3h后，可以獲得結構穩(wěn)定的多晶硅薄膜19。3.2.2區(qū)域熔化再結晶（ZMR）區(qū)域熔化再結晶法是指將一束很窄的源能量在硅薄膜的表面移動以使硅薄膜材料的不同區(qū)域依次熔化再結晶。根據源能量的不同，ZMR可以分為不同的形式:激光加熱，電子束加熱以及射頻加熱等。其中比較成熟和普遍的是激光加熱，即所謂的激光晶化法。激光晶化技術2021的特點是可以在很短的時間內將非晶硅材料加熱到很高的溫度使其熔化，然后結晶。由于時間可以控制的很短，可

25、以用廉價的玻璃作為襯底?？梢圆捎貌煌愋偷募す鈱崿F非晶硅薄膜的晶化，如準分子激光，Ar+激光以及銅蒸汽脈沖激光等。其中準分子激光由于其脈沖時間極短（1030ns）以及波長處于超紫外范圍，因而是用于玻璃襯底上硅薄膜材料的晶化處理的理想工具。通常PECVD法制備的多晶硅薄膜材料存在SiH,SiH,SiH等組態(tài)，氫含量高達30%以上，當非晶硅薄膜被23加熱到溫度高于沉積溫度時，氫就會從材料中釋放。應此，為了避免激光晶化過程中氫受熱逸出引起薄膜表面的粗糙化和熔蝕，需要在激光晶化前對非晶硅進行脫氫處理。在激光束晶化的過程中，激光頻率，受光次數以及激光能量密度都會影響非晶硅薄膜的結晶狀況。另外，激光束的形

26、狀和掃描方向也會影響晶化過程中的多晶硅薄膜。利用激光晶化制備的多晶硅薄膜，其晶粒大而均勻，性能優(yōu)良。但是該技術存在很大的缺點，如工藝重復性差，設備昂貴，難以實現大面積制備等缺點，這些缺點將會阻礙其在多晶硅薄膜太陽能電池上的應用。3.2.3金屬誘導晶化a-Si金屬誘導晶化(MIC)通常在較低溫度條件下，采用Ni,Pd,Au,Pt,Ti,Cr,Ag等金屬元素與非晶硅表面接觸并加熱，利用金屬元素的擴散遷移與非晶硅作用而使薄膜晶化。金屬誘導晶化的特點是低溫制備，對襯底材料的要求較低。Ni誘導晶化22是由于Ni和Si在界面處發(fā)生反應生成Ni的硅化物，晶化溫度可降低到350C。低溫誘導晶化發(fā)生是由于NiS

27、i的遷移造成的，其遷移的驅動力使由于亞穩(wěn)態(tài)的a-Si轉變2成穩(wěn)態(tài)的c-Si時的自由能之差，在Ni-MIC中，Ni和Si在NiSi2和a-Si(c-Si)界面的自由能之差作為Ni的擴散驅動力，Ni原子在NiSi/a-Si界面的自由能較低，而Si原子在NiSi/c-Si界22面的自由能也較低，因此，通過Ni的擴散，a-Si在c-Si/NiSi2界面轉變成c-Si,Ni原子擴散到a-Si內，形成NiSi和NiSi。2由于NiSi和Si的晶格結構相近,晶格常數相差0.4%,在低于350C2時形成NiSi，作為籽晶NiSi和Si之間的微小晶格不匹配(0.4%),22使硅容易在NiSi(111)面生長23

28、。2A1誘導晶化由于其少量溶于Si中的Al可以作為P型摻雜劑而備受關注。大量研究表明，在鋁誘導晶化過程中，影響多晶硅薄膜的質量參數很多，主要有退火時間，退火溫度，鋁膜和非晶硅薄膜厚度的比值，鋁膜晶粒的大小，A1/a-Si的界面狀況等2425。退火溫度越低，晶粒尺寸就越大，但晶化速率越慢；非晶硅薄膜的厚度一定時，隨著鋁膜的厚度增加，多晶硅薄膜的結晶溫度升高，晶粒尺寸變大。另外，增大多晶硅鋁膜的晶粒尺寸或在鋁膜和a-Si膜之間增加一層AlO薄層，也會引起硅晶粒的增23大，同時伴隨著晶化速率的降低。通過以上介紹可以看出，常壓化學氣相沉積（APCVD）、低壓化學氣相沉積（LPCVD）、液相外延（LPE

29、）、固相晶化（SPC）、微波退火等工藝對襯底耐熱性要求較高，從一定程度上限制了多晶硅薄膜在低溫廉價襯底上的制備，區(qū)熔結晶技術則會導致薄膜表面的結晶程度不均一而導致其性能不一致，而傳統(tǒng)的PECVD技術由于存在沉積速率慢的問題制約了其在太陽能電池上的廣泛使用。4結論太陽能的光伏應用已給我們展示了非常廣闊的前景，薄膜化（或薄層化）是降低太陽能電池成本的主要手段和發(fā)展趨勢。多晶硅薄膜電池是兼具單晶硅和多晶硅電池的高轉換效率和長壽命以及非晶硅薄膜電池的材料制備工藝相對簡單等優(yōu)點的新一代電池，必定大有發(fā)展。通過查閱文獻，探究多晶硅薄膜太陽能電池材料制備技術的發(fā)展，可以得出以下結論：（1）等離子增強化學氣相

30、沉積（PECVD）是低溫沉積硅膜的主要方法。不同沉積溫度、襯底、射頻功率、氫稀釋比、磷摻雜等參數對多晶硅薄膜結晶狀態(tài)及第15頁第 頁光電性能的影響。固相晶化法(SPC)是制備大晶粒多晶硅薄膜的主要方法。退火溫度時間對晶化后的多晶硅薄膜的晶粒尺寸和暗電導率都有很大的影響，存在a-Si:H薄膜的最佳退火條件。RTCVD是高溫沉積硅膜的主要方法。不同的襯底，不同的氣體分壓、不同溫度等條件均會對薄膜的生長產生重要影響。ZMR是得到高質量硅膜的關鍵一步。參考文獻1盧景霄，張宇翔等.硅太陽能電池穩(wěn)步走向薄膜化J.太陽能學報，2019,27(5)2A.Goetzberger.Opticalconfineme

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