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近年来,随着可持续发展,环境保护等观念的深入人心,以及常规化石能源的日渐枯竭,太阳电池研究的主要任务转到了如何成为替代能源的方向上来。但是,基于硅片的太阳电池成本下降的空间有限,很难与常规能源相竞争。硅片成本占到太阳电池原料与能耗成本的95%以上,因此,降低太阳电池成本的主要途径之一是制造薄膜电池。本文着重研究用于太阳电池的多晶硅薄膜的制备技术。本文研究了多晶硅薄膜的制备方法,低温下快速光热退火(RPTA)和高温下陶瓷衬底上快热化学气相沉积(RTCVD),硅膜的生长及区熔再结晶(ZMR),用高温方式在陶瓷衬底上做了太阳电池的尝试,在高温方式下做了层转移新方式的探索。 1.等离子增强化学气相沉积(PECVD)是低温沉积硅膜的主要方法。本文的第二章中对PECVD沉积多晶硅薄膜做了研究。分析了不同沉积温度、衬底、射频功率、氢稀释比、磷掺杂等参数对多晶硅薄膜结晶状态及光电性能的影响。 2.固相晶化法(SPC)是制备大晶粒多晶硅薄膜的主要方法。本文的第三章对SPC,特别是对卤钨灯作为光源的快速光热退火(RPTA)进行了较为详细的研究。在普通的RPTA温度控制方式下,实验表明在700℃和750℃之间存在一转折区间,本文给出了解释。退火温度时间对晶化后的多晶硅薄膜的晶粒尺寸和暗电导率都有很大的影响,存在a-Si:H薄膜的最佳退火条件,本文给出了解释。沉积a-Si:H薄膜时的衬底温度越高,得到的a-Si:H薄膜越容易晶化。对快速热退火机理的初步探索:作者在纯热退火的模型的基础上,考虑了光照的影响,给出了一个简单模型,可以趋势上解释我们的实验现象。采用滤除短波光的方法实验,表明短波光作用很大。实验了脉冲快速热退火,可减少衬底承受高温的时间。采用了控制卤钨灯发光光谱范围的新实验方式,给予足够多的短波光,晶化时间缩短,晶化温度也有所降低,电导率提高。即使薄膜的温度较低(<650℃)仍然可以实现快速晶化,本征硅膜在580℃就能晶化。和普通RPTA方式相比,晶化效率提高了几倍,本文给出的原因分析。本文通过给出了不同光照条件下的快