随着社会的进步,能源消耗不断上升,传统能源难以长久支撑日益增长的能源需求,新能源的发展备受各国关注。以半导体材料为基础的太阳能电池,能够实现光能与电能的转换,是一种极具发展前景的新型能源。硅作为一种蕴藏丰富、无毒无害的半导体材料,在光伏太阳能电池研究领域得到广泛关注。同时硅材料也可以应用在平板显示器等其它半导体领域。RF-PECVD是制备氢化非晶硅薄膜的有效方法,具有工艺简单,可进行大面积沉积等优点,但此方法的沉积速率较低,而且在高功率下等离子体对生长薄膜的的轰击效应,不利于晶化。热丝法(HWCVD)是沉积多晶硅的有效方法,该方法沉积速率快,且高温热丝促进气体充分分解,有利于晶化。但是,过快的沉积速率使薄膜结构不够致密,在空气中容易氧化。考虑到RF-PECVD和HWCVD的利弊,本文将两种方法结合起来,在普通载玻片和聚酰亚胺等衬底上沉积硅薄膜,系统考察了热丝到衬底距离、射频功率、气体流量等参数对薄膜结构和性能的影响。利用HWCVD-PECVD技术,在衬底上沉积硅薄膜。改变热丝到衬底的距离、射频功率、氢气流量,利用拉曼光谱、X射线衍射仪、紫外可见吸收光谱、红外光谱、原子力显微镜分别研究了薄膜的晶化率、晶体结构、禁带宽度、键合结构、表面形貌的变化规律。结果表明,热丝到衬底的距离减小有助于薄膜的晶化、禁带宽度减小、薄膜晶体的择优取向由(111)晶面向更适合制备太阳能电池的(220)晶相转变,RF-PECVD的引入有助于(220)晶面择优生长。射频功率的提高有助于晶化,但当上升到200W以上时晶化率反而下降,粗糙度也随之增大。随着氢气浓度的提高,薄膜的晶化率随着增大,薄膜键合态中的氢气含量随之减少,薄膜的缺陷也随之减少,禁带宽度有先增大后减小的趋势。
