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《郑州大学》 2005年
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太阳能电池用多晶硅薄膜的制备研究

张宇翔  
【摘要】: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
【学位授予单位】:郑州大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:O484.1

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前5条
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2 寿莎;黄仕华;;对太阳能电池研究进展的探究[J];交通节能与环保;2009年01期
3 李丽;张贵友;陈人杰;陈实;吴锋;;太阳能电池及关键材料的研究进展[J];化工新型材料;2008年11期
4 陈永生;卢景霄;张宇翔;王生钊;杨仕娥;郜小勇;李秀瑞;;非晶硅薄膜的快速热退火机理研究[J];人工晶体学报;2006年05期
5 王栋;马小峰;李大磊;胡书杰;;基于引擎机制的PECVD工作过程的虚拟仿真[J];郑州大学学报(工学版);2008年03期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 王丽丹;纳米ZnO基有机/无机复合光伏器件研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2011年
2 薛雅;p型ZnMgO薄膜器件相关性能研究和Ga掺杂ZnO薄膜表面处理[D];浙江大学;2013年
3 张学宇;氢化纳米晶硅薄膜的制备及生长机理研究[D];大连理工大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
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4 王楠;由SiCl_4制备多晶硅的大气压等离子体化学气相沉积及发射光谱诊断[D];大连理工大学;2009年
5 李力猛;微晶硅/晶体硅异质结太阳电池的模拟与优化[D];内蒙古师范大学;2009年
6 邓兴汉;非晶硅锗薄膜PECVD法制备与特性研究[D];暨南大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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5 宋学萍;王佩红;孙兆奇;;射频溅射Si膜的微结构与光学性质研究[J];安徽大学学报(自然科学版);2009年03期
6 张玉香;陈双宏;翁坚;戴松元;;LabVIEW在染料敏化太阳电池测试系统中的应用[J];安徽大学学报(自然科学版);2009年04期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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8 黄勇;张立明;汪长安;杨金龙;谢志鹏;;先进结构陶瓷研究进展评述[A];庆祝中国硅酸盐学会成立六十周年专辑[C];2005年
9 徐晓虹;骞少阳;吴建锋;冷光辉;刘孟;方斌正;;莫来石结合碳化硅高温吸热陶瓷抗氧化性能的研究[A];中国硅酸盐学会陶瓷分会2010年学术年会论文集(二)[C];2010年
10 刘平;赵学全;关丽;梁禄生;陈土华;童真;邓文基;;新型有机电致变色材料的制备及其性能[A];低碳技术与材料产业发展研讨会论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 游峰;面向微波应用的铊系高温超导薄膜研究[D];南开大学;2010年
2 吴建民;固定床传热研究及费托合成固定床反应器的数学模拟[D];华东理工大学;2011年
3 谭红琳;金属离子掺杂的ZnO第一性原理计算及透明导电薄膜制备研究[D];昆明理工大学;2009年
4 汤如俊;小颗粒CoPt单层和双层垂直磁记录介质研究[D];电子科技大学;2010年
5 于站良;超冶金级硅的制备研究[D];昆明理工大学;2010年
6 梅向阳;真空定向凝固法去除硅中金属杂质和晶体生长控制的研究[D];昆明理工大学;2010年
7 邓明进;高性能反应烧结碳化硅陶瓷材料制备及其性能研究[D];武汉理工大学;2010年
8 王致明;几种合金熔体的不均匀性及其特征研究[D];山东大学;2010年
9 曹建伟;直拉式单晶硅生长炉的关键技术研究[D];浙江大学;2010年
10 刘云燕;ZnO薄膜的表面形貌与应力特性研究[D];山东师范大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杜守增;太阳能LED照明系统控制器的设计[D];山东科技大学;2010年
2 赵缨慰;900nm~1100nm抗激光损伤高反射膜的研究[D];长春理工大学;2010年
3 王博;辐射桥面发射激光器工艺与测试[D];长春理工大学;2010年
4 位永平;非晶InSb探测器材料光电特性研究[D];长春理工大学;2010年
5 张亚萍;锗单晶片的表面化学腐蚀研究[D];浙江理工大学;2010年
6 张秀芳;硅、锗切割片的损伤层研究[D];浙江理工大学;2010年
7 孙法;铜和银在锗单晶中的电学行为研究[D];浙江理工大学;2010年
8 张瑞丽;太阳能电池用α-SiC_x:H薄膜的制备与性能研究[D];浙江理工大学;2010年
9 罗相尉;电子封装用铝基复合材料的钎焊研究[D];郑州大学;2010年
10 贾林涛;折射率调制光纤气体传感系统设计与研究[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孟强;;太阳能光伏发电技术现状及产业发展[J];安徽科技;2010年01期
2 杨德仁;;太阳电池用多晶硅材料的现状和发展[J];中国建设动态(阳光能源);2007年01期
3 解晓南;;关于贯彻《可再生能源法》促进光伏产业发展的战略思考[J];中国建设动态(阳光能源);2007年03期
4 聂林如;太阳电池的效率分析[J];半导体光电;1995年01期
5 张宇翔,卢景霄,杨仕娥,王海燕,陈永生,冯团辉,李瑞,郭敏;快速光热退火制备多晶硅薄膜[J];半导体光电;2005年02期
6 张丽伟;赵剑涛;杨根;李红菊;郭学军;卢景霄;;低温沉积硅薄膜微结构的Raman分析[J];半导体光电;2007年01期
7 蒋荣华,肖顺珍;国内外多晶硅发展现状[J];半导体技术;2001年11期
8 冯庆浩;秦福文;吴爱民;王阳;;ECR-PECVD方法低温制备多晶硅薄膜[J];半导体技术;2006年05期
9 何宇亮,殷晨钟,程光煦,王路春,李齐;纳米硅薄膜结构分析[J];半导体学报;1992年11期
10 蒋翔六,何宇亮,朱洪亮;在微晶硅薄膜中替代式硼杂质的非受主态行为[J];半导体学报;1993年11期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 龚丽;ZnO基透明导电膜的制备与掺杂研究[D];浙江大学;2011年
2 岳红云;柔性衬底薄膜光伏电池相关材料制备及性能[D];大连理工大学;2011年
3 廖华;薄膜太阳电池及其陶瓷硅衬底材料的制备和电子辐照研究[D];四川大学;2003年
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6 励旭东;低成本衬底上晶体硅薄膜太阳电池的研究[D];北京师范大学;2003年
7 徐慢;玻璃基太阳能电池薄膜材料制备及其结构和性能研究[D];武汉理工大学;2006年
8 靳瑞敏;中温制备多晶硅薄膜及相关理论问题的探讨[D];郑州大学;2006年
9 曾昱嘉;ZnO薄膜p型掺杂的研究及ZnO纳米点的可控生长[D];浙江大学;2008年
10 仇明侠;Li掺杂p型Zn_(1-x)Mg_xO薄膜及ZnO和ZnMgO纳米材料的研究[D];浙江大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郝国强;非晶硅薄膜太阳电池的研究[D];河北工业大学;2003年
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3 邱春文;以硅带为衬底低温制备多晶硅薄膜的研究[D];汕头大学;2003年
4 邝俊峰;Cat-CVD LTPS-TFT制备技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2005年
5 缪燕;MOCVD法生长磷掺杂p型ZnO薄膜及其性质研究[D];浙江大学;2006年
6 刘国军;UHVCVD生长锗硅薄膜及其电学性能研究[D];浙江大学;2006年
7 冯庆浩;多晶硅薄膜的ECR-PECVD低温沉积及特性[D];大连理工大学;2006年
8 马丽芬;陶瓷衬底上多晶硅薄膜太阳电池的研究[D];河北工业大学;2006年
9 韩晓艳;硅基薄膜太阳电池光衰退特性的研究[D];河北工业大学;2006年
10 王生钊;低温工艺PECVD法制备多晶硅薄膜研究[D];郑州大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张磊;沈鸿烈;陈伟龙;尤佳毅;;快速热退火温度对纳米晶氢-硅薄膜及其p-n结性能的影响[J];光电子.激光;2013年10期
2 郭建超;闫志华;王栋;;定轴式变速器管路油液的虚拟现实仿真[J];机床与液压;2011年17期
3 李苗苗;苏小平;冯德伸;王学武;左建龙;;GaAs/Ge太阳能电池用锗单晶的研究新进展[J];金属功能材料;2010年06期
4 王栋;曹玉超;邓福建;;基于虚拟现实技术的链条传动工作过程仿真实现[J];机械设计与制造;2012年08期
5 王栋;陈栋;;弹簧工作过程虚拟现实技术仿真实现[J];机械设计与制造;2013年12期
6 任海英;史艾娜;;基于多主体遗传算法的太阳能电池技术演化研究[J];科学学研究;2014年01期
7 张丽伟;周伶俐;李瑞;卢景霄;李红菊;王红娟;谷锦华;杨仕娥;;硅薄膜晶化机制的光学分析[J];人工晶体学报;2007年02期
8 夏冬林;王慧芳;石正忠;张兴良;李蔚;;电场辅助铝诱导晶化非晶硅薄膜[J];人工晶体学报;2010年04期
9 郑文;陈永生;卢景霄;;AIT玻璃衬底非晶硅薄膜的固相晶化研究[J];人工晶体学报;2011年06期
10 张磊;沈鸿烈;尤佳毅;;温度对快速热退火制备多晶硅薄膜结构与电学性能的影响[J];人工晶体学报;2012年05期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 周健儿;;高技术陶瓷产业发展前景与热点技术[A];中国硅酸盐学会陶瓷分会2010年学术年会论文集(一)[C];2010年
2 黎维彬;刘瑞芳;;纳米结构材料在环境和能源方面的应用[A];颗粒学最新进展研讨会——暨第十届全国颗粒制备与处理研讨会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 马淑芳;LED用多晶化合物的微结构调控及物性研究[D];太原理工大学;2011年
2 陆利新;PECVD非晶硅薄膜制程工艺仿真建模[D];上海大学;2010年
3 刘平;电化学光电转换与储存的新构思与新技术研究[D];武汉大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杜昆鹏;两种含联吡啶配体单体的合成及其聚合反应尝试[D];郑州大学;2010年
2 唐娅玲;基于无线传感技术和GPRS的金属结构应力远程监测系统[D];武汉理工大学;2011年
3 刘立慧;横向非均匀纳米硅(nc-Si)薄膜和氧化亚铜薄膜的制备及其特性研究[D];陕西师范大学;2011年
4 郭建超;电液控制定轴式变速器液压系统的虚拟现实仿真[D];郑州大学;2011年
5 刘菲;微乳液萃取金属锗的研究[D];山东大学;2011年
6 周锦;5,15-二取代-β-卟啉醛的合成[D];天津大学;2010年
7 陈海力;制备工艺对铝诱导多晶硅薄膜性能影响的研究[D];南京航空航天大学;2011年
8 潘卫明;单级三相式光伏并网逆变器研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
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10 朱君兰;提高选择性发射极太阳电池组件量子效率的研究[D];南京理工大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 马晓春,吴锦波;Al-SiC系润湿性与界面现象的研究[J];材料科学与工程;1994年01期
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6 曾宁华,隋智通,薛小谋,王景唐;Cu基三元合金与SiC之间的润湿性及界面反应[J];材料科学进展;1993年04期
7 李亚伟,李楠,袁润章;Al_2O_3-C-N_2系统反应热力学初步探讨[J];硅酸盐通报;2001年04期
8 骆广生,蒲煜,孙永,汪家鼎;陶瓷微滤膜制备水包油型乳液的研究[J];高校化学工程学报;2000年05期
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 罗云荣;羊亿;彭星煜;李广;;印刷法制备多晶硅薄膜[J];邵阳学院学报(自然科学版);2009年01期
3 罗翀;孟志国;王烁;熊绍珍;;溶液法铝诱导晶化制备多晶硅薄膜[J];物理学报;2009年09期
4 黄信凡;鲍希茂;沈富德;陶芳;陈坚;;激光再结晶多晶硅/二氧化硅界面性质的测定[J];南京大学学报(自然科学版);1987年02期
5 林璇英,黄创君,林揆训,余运鹏,余楚迎,黄锐;用SiCl_4-H_2低温沉积多晶硅薄膜微结构的Raman分析[J];物理学报;2004年05期
6 陈永生;卢景霄;张宇翔;王生钊;杨仕娥;郜小勇;李秀瑞;;非晶硅薄膜的快速热退火机理研究[J];人工晶体学报;2006年05期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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中国重要报纸全文数据库 前10条
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2 本报记者 乔申颖 王阳元;在辛勤耕耘中享受创新的幸福[N];经济日报;2009年
3 记者 吴文倩;我省加速推进信息产业调整振兴[N];福建工商时报;2010年
4 记者 王冠/北京;全球七代线扩厂拉开序幕[N];电子资讯时报;2004年
5 记者常征;施博士带了个头[N];中华工商时报;2002年
6 本报记者 浦敏琦 江锡民;施正荣:矢志追索“理想之光”[N];新华日报;2010年
7 记者 王翰林 通讯员 刘志波、张明烈;无锡多晶硅太阳能电池研发世界领先[N];科技日报;2001年
8 刘林森;迅速崛起的薄膜太阳能电池[N];中国电力报;2008年
9 本报记者 吴文坤;清洁技术产业投资向好 太阳能和风能是热点[N];中国工业报;2009年
10 本报记者 朱国栋 叶勇;VC/PE深圳论道:清洁能源、健康医疗未来空间无限[N];上海证券报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 唐正霞;铝诱导多晶硅薄膜的制备、性能及生长机理研究[D];南京航空航天大学;2010年
2 苏元军;ICP辅助磁控溅射制备多晶硅薄膜[D];大连理工大学;2011年
3 励旭东;低成本衬底上晶体硅薄膜太阳电池的研究[D];北京师范大学;2003年
4 王成龙;太阳能电池多晶硅薄膜铝诱导晶化(AIC)机制及工艺控制研究[D];兰州交通大学;2009年
5 张宇翔;太阳能电池用多晶硅薄膜的制备研究[D];郑州大学;2005年
6 黄君凯;基于OEMS表征的多晶硅薄膜晶体管带隙能态及其器件模型研究[D];华南理工大学;2011年
7 严炳辉;考虑晶界离散分布的多晶硅薄膜晶体管模型研究[D];华南理工大学;2011年
8 刘莉莹;大气压射频Ar/H_2/SiCl_4等离子体射流实验诊断及其沉积硅薄膜研究[D];大连理工大学;2011年
9 刘相梅;容性耦合硅烷放电中纳米尺度尘埃颗粒生长机制及输运过程模拟[D];大连理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈海力;制备工艺对铝诱导多晶硅薄膜性能影响的研究[D];南京航空航天大学;2011年
2 胡佳宝;半导体火工桥用多晶硅薄膜的制备及性能研究[D];合肥工业大学;2012年
3 李宁;多晶硅薄膜籽晶层制备及性质分析[D];华北电力大学;2013年
4 宰亚孟;晶核预控制的多晶硅薄膜晶化技术研究[D];河北工业大学;2013年
5 林广平;准分子激光相位掩模制备大晶粒尺寸多晶硅薄膜的研究[D];吉林大学;2012年
6 朱明;等离子体辅助磁控溅射制备多晶硅薄膜[D];大连理工大学;2012年
7 张良艳;金属诱导多晶硅薄膜制备与研究[D];电子科技大学;2010年
8 杨旭;半导体火工桥薄膜及扩磷工艺研究[D];合肥工业大学;2013年
9 孙晓飞;热丝与射频等离子体化学气相沉积复合技术制备多晶硅薄膜及其性能研究[D];大连理工大学;2012年
10 朱晨光;多晶硅薄膜中纳米天线场增强效应的研究[D];北京邮电大学;2011年
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