微晶硅(μc-Si:H)薄膜材料是目前世界上太阳能电池研究的热点材料之一。微晶硅薄膜材料是由非晶母质、微晶粒、晶粒界间和少量微空洞组成,这样就使得微晶硅薄膜材料既具有单晶硅材料中载流子的高迁移率又具有非晶硅材料的高吸收系数和好的光敏性,同时也延展了其红外吸收特性,而且微晶硅薄膜材料较非晶硅材料稳定性好,几乎没有光致衰退效应(即S-W效应)。　　制备微晶硅的方法有很多,比如射频等离子化学气相沉积法(PECVD)、甚高频法(VHF)、热丝化学气相沉积法(HWCVD)、电子回旋共振法(ECR)等。其中射频等离子化学气相沉积法是目前应用较为广泛的方法,并在工业上得到了广泛的运用,但这种工艺成膜速度慢,高功率下离子的轰击有可能损伤薄膜,且不利于晶化,所沉积的微晶硅薄膜晶粒尺度普遍较小。相比较而言,热丝化学沉积(HWCVD)法以其沉积速率高、沉积设备简单、所沉积微晶硅薄膜的晶粒尺度较大、成本低等优点被人们逐渐开始研究。由于热丝化学气相沉积速率快,晶粒尺度较大,造成了薄膜的致密度较低,微空洞较多,薄膜易被后氧化,同时其生长机理也并不十分清楚。另外,热丝在微晶硅薄膜沉积过程中不但起加热分解气体的作用,而且起催化作用,故又被称作(Cat-CVD)。　　本文我们采用廉价的钨丝作用热丝,做了如下工作:　　(1)对热丝温度进行研究　　在衬底温度为350℃,沉积气压为8Pa,氢气流量为30sccm,硅烷流量为2.0sccm,热丝间距1.5cm的情况下,来改变热丝温度。当热丝温度变化范围为1327℃~1627℃,随着热丝温度升高,薄膜材料逐渐从非晶硅转化为微晶硅,薄膜材料的晶化率提高,晶粒尺寸变大,带隙宽度随之减小,光暗电导率同时增大,并有沿(220)方向的高度择优生长。但随着热丝温度的提高,薄膜材料中硅-氧键增强,说明薄膜材料中微空洞增多,后氧化现象随之增大。　　(2)对氢稀释度进行研究　　在衬底温度为350℃,沉积气压为8Pa,热丝温度为1577℃,热丝间距1.5cm,来改变氢稀释度。当氢稀释度在88.2％到95.2%之间变化,随着氢稀释度的增加,薄膜材料逐渐从非晶材料转化为微晶材料,薄膜材料的晶化率提高,晶粒尺寸变大,带隙宽度随之减小,光暗电导率同时增大,并有沿(220)方向的高度择优生长。但同时在薄膜材料出现了后氧化现象。　　(3)对沉积时间进行研究　　在衬底温度为350℃,热丝温度为1577℃,氢稀释度95.2%,沉积气压为8Pa,,热丝间距1.5cm的情况下,研究了沉积时间对薄膜带隙宽度、结晶状况和表面形态的影响。实验结果表明:随着沉积时间的变化,薄膜生长处于不同的阶段,其中在沉积时间为15min时处于薄膜生长初期,薄膜呈现出非晶相;当沉积时间为25min时薄膜处于相变阶段,薄膜内部晶粒由非晶向一定规模的晶粒转化;当沉积时间为55min时薄膜处于柱状生长阶段,晶粒尺寸持续增大,并且薄膜产生可观察到的晶界。　　通过对上述条件的优化,通过对 XRD、傅里叶红外吸收光谱和透射光谱的计算分析,我们得到了在热丝温度为1577℃,氢稀释浓度为95.2%为优化参数,衬底温度为350℃,沉积气压8Pa,制备出了高度(220)择优生长取向,晶粒大小146nm,光学带隙1.5ev,沉积速率为0.6nm/s的微晶硅薄膜材料,为进一步制备微晶硅薄膜太阳能电池打下了基础。