cvd在多晶硅薄膜太阳能电池中的应用

化学气相淀积法在多晶硅薄膜太阳能电池中的应用夏锐BC13038005

给力的太阳能！无污染.效率高.取之不尽用之不竭.硅太阳能电池开展1941年在硅上发现光生伏特效应1954年创造了单晶太阳能电池，效率为6%1959年第一个多晶硅太阳能电池面世，效率为5%1980年单晶硅太阳能电池效率达20%，多晶硅达14.5%1998年单晶硅太阳能电池效率达25%今天，太阳能电池组件的年产量达200MW以上多晶硅薄膜太阳能电池简介第二代太阳能电池效率高，实验室最高可达24.7%制备简单，本钱低稳定性好，寿命长〔a〕〔b〕多晶硅薄膜太阳能电池的结构〔a〕和制备工艺〔b〕想要性能棒，还得薄膜好！

晶粒尺寸要大，取向要规那么，晶粒晶界要少杂质浓度低，孔隙率低厚度均匀，可控制CVD〔ChemicalVaporDeposition〕化学气相淀积是工业上生产多晶硅薄膜常用的方法之一，其具有淀积温度低，薄膜成份易控，膜厚与淀积时间成正比，均匀性，重复性好，台阶覆盖性优良等特点。一般的CVD法操作原理：利用H2还反响气体(如SiF4、SiH4等)后沉积在衬底外表形成薄膜。反响方程式为SiF4+H2→Si+4HF↑

优点：开展较为成熟，操作简单，本钱较低缺点：反响温度较高(800～1200℃)，从而难以形成颗粒较大的多晶硅，并且容易在晶粒之间形成孔隙，对制备较高光电转换效率的太阳能电池很不利

快热化学气相沉积〔RTCVD〕

颗粒硅带衬底的制备源气体：SiHCl3〔SiHCl3+H2→Si+3HCl↑〕掺杂气体：B2H6复原气体：H2外延薄膜沉积温度：1170℃左右薄膜沉积速率为3～4um/min应用：在籽晶层上沉积多晶硅薄膜，掺杂制备p-n结较方便快热化学气相沉积〔RTCVD〕优点：a.薄膜沉积速度快b.容易得到较大颗粒的薄膜c.可大面积沉积薄膜缺点：所需求的温度较高，高温过程同时也带

来了高能耗，对衬底的要求也较苛刻。如果是非硅衬底，除了前面提到的几项要求,还需要高温稳定性。

等离子增强化学气相沉积法〔PECVD〕

反响气源:SiF4、H2混合气体；通过H2复原SiF4得到的晶粒半径较小〔约10-7ｍ数量级〕，再通过再结晶方法增大颗粒沉积速率:6～18nm/min衬底温度100～400℃再结晶技术：(1)固相晶化(LAR)法(2)区熔再结晶(ZMR)法(3)激光再结晶(LMC)法通常用来沉积很薄而晶化要求不高的隔离层或非晶硅薄膜以及在非硅衬底上制备晶粒较小的多晶硅薄膜

等离子增强化学气相沉积法〔PECVD〕

优点：制备薄膜厚度较薄，制备温度低，衬底与硅薄膜之间由于热膨胀系数不匹配而带来的应力可以减至很小几乎没有效率衰减问题缺点：存在生长速度慢且薄膜易受损等问题

热丝化学气相沉积法(HPCVD)

金属丝通电后发热至高温，电离反响气体(等)产生等离子体，发生复杂的物理化学反响之后形成硅原子,硅原子再沉积在基片上形成薄膜。化学反响：SiH4+H2→Si+3H2↑

热丝化学气相沉积法(HPCVD)

热丝：一般为钨丝或钽丝〔耐高温且有一定韧性和机械强度〕热丝与衬底间距：5～10ｍｍ反响气体：高氢稀释硅烷〔H2/[SiH2+H2]=98%)热丝温度：1400～1800℃衬底温度：205～320℃沉积速率：0.8nm/s在多晶硅薄膜太阳能电池中常用来在籽晶层上沉积高质量的多晶硅薄膜

热丝化学气相沉积法(HPCVD)

优点：a.生长出的薄膜结构好，更均匀有序，光致衰性很小，稳定性高;b.薄膜生长速率高；c.工艺设备简单,本钱低；d.可防止辉光放电方法中离子对生长外表的损伤;e.高温钨丝可使硅烷充分分解，此外该方法还具有开展成低温工艺制备大面积多晶硅薄膜的潜力；

热丝化学气相沉积法(HPCVD)

缺点：a.高温对衬底的要求很高b.中间存在复杂的反响较多如形成Si2H2等。

低压化学气相淀积〔LPCVD)硅烷(SiH4)热分解其反响为:SiH4→Si+2H2↑在13～133.32Pa的压力下，温度为600℃时，气体分子的平均自由程到达近于毫米的数量级，这使气体分子的传输过程大大加快(气体传输理论〕低压化学气相淀积〔LPCVD)压强：60～80