【摘要】：高效率、低成本、長(zhǎng)壽命一直是太陽(yáng)電池研發(fā)的目標(biāo)。硅量子點(diǎn)(Si-QDs)薄膜因具備帶隙可調(diào)、原料豐富和量子限域效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn),成為目前研究的熱門材料之一。本論文主要通過(guò)磁控濺射制備了含硅量子點(diǎn)SiC_x薄膜,結(jié)合性能的表征,研究了磁控濺射工藝及微波退火對(duì)硅量子點(diǎn)的微結(jié)構(gòu)和光電性能的影響。此外,還初步探討了微波退火對(duì)Si-QDs形核生長(zhǎng)的影響。獲得了如下主要研究結(jié)果。(1)采用JS3S-80G型磁控濺射系統(tǒng)結(jié)合微波退火工藝,制備了含硅量子點(diǎn)SiC_x薄膜。通過(guò)改變?yōu)R射功率研究了薄膜的結(jié)構(gòu)特性和光學(xué)特性。結(jié)果表明,功率在60W~100W的范圍時(shí),Si-QDs的數(shù)量呈現(xiàn)先增多后減少的趨勢(shì),尺寸則先增大后減小,同時(shí)硅量子點(diǎn)薄膜的晶化率先升高后降低。薄膜的光學(xué)帶隙先減少后增大,這歸因于Si-QDs的量子限域效應(yīng)。濺射功率為80W時(shí),制備的Si-QDs薄膜質(zhì)量最佳。(2)采用三靶交替濺射方法并結(jié)合微波退火工藝,并通過(guò)改變B靶的濺射功率制備出不同B摻雜量的p型SiC_x/SiC硅量子點(diǎn)薄膜。XPS等分析結(jié)果表明,B原子以替位式摻雜在硅量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)中,B的摻雜量對(duì)Si-QDs結(jié)構(gòu)特性的影響甚微。Hall效應(yīng)測(cè)試表明:B摻雜量越高,薄膜的載流子濃度和電導(dǎo)率越高,Hall遷移率越小。當(dāng)B靶的濺射功率為20W,Si靶的濺射功率為80W,SiC靶的濺射功率為80W時(shí),薄膜的電學(xué)性能最佳。(3)采用三靶交替濺射方法制備了B摻雜SRC/SiC多層結(jié)構(gòu)的薄膜。通過(guò)改變微波退火溫度研究了薄膜的電學(xué)特性及SRC層中Si-QDs的生長(zhǎng)規(guī)律。XPS等分析表明,B原子能有效地?fù)诫s到了Si-QDs的結(jié)構(gòu)中。當(dāng)退火溫度為1100℃時(shí),樣品中的Si-QDs數(shù)量最多,尺寸最大(5.48nm)。Si-QDs的數(shù)量與薄膜的電學(xué)性能呈正相關(guān)。當(dāng)微波退火的溫度為1100℃時(shí),可獲得高品質(zhì)的硅量子點(diǎn)。(4)采用不同的退火方法,研究了B摻雜SiC_x/SiC硅量子點(diǎn)薄膜對(duì)結(jié)構(gòu)和電學(xué)性能的影響。與快速光熱退火相比,微波退火可以使Si-QDs的形成溫度降低約200℃,這表明:微波退火的非熱效應(yīng)有利于Si-QDs的形核生長(zhǎng),產(chǎn)生更多的Si-QDs。與快速光熱退火相比,采用微波退火制備的B摻雜SiC_x/SiC硅量子點(diǎn)薄膜的品質(zhì)更佳。
【學(xué)位授予單位】：云南師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM914.4;TB383.2
【圖文】：

圖 1.1 最新總結(jié)各類太陽(yáng)電池實(shí)驗(yàn)室最高轉(zhuǎn)換效率[3]提高光伏轉(zhuǎn)換效率是研究太陽(yáng)電池的主要目標(biāo)之一 如圖 1.2 所示說(shuō)ソ崽艫緋氐鬧饕鶚О

本文編號(hào)：2762301