微晶硅薄膜沉积工艺的研究方法及其应用技术

本发明专利技术提供了一种微晶硅薄膜沉积工艺的研究方法，采用微晶硅薄膜晶化率测试样品作为拉曼基底进行拉曼光谱测试，所述微晶硅薄膜晶化率测试样品按照待研究的微晶工艺条件沉积在测试基底上的。所述微晶硅薄膜晶化率测试样品包括衬底和层叠于衬底上的本征氢化非晶硅膜。区别于传统衬底，本发明专利技术微晶硅薄膜晶化率测试基底具有本征氢化非晶硅膜，能够有效解决传统衬底影响微晶硅薄膜生长或诱导微晶硅薄膜结晶的缺点。从而本发明专利技术微晶硅薄膜晶化率测试样品能够准确地测定微晶硅薄膜的晶化率，进而监控微晶太阳电池硅薄膜的晶化率，为工艺调试中提供数据支撑，从而制备出高光电转化效率的太阳能电池。的太阳能电池。的太阳能电池。

【技术实现步骤摘要】
微晶硅薄膜沉积工艺的研究方法及其应用


[0001]本专利技术属于材料分析测试
，具体涉及一种微晶硅薄膜沉积工艺的研究方法及其应用。

技术介绍

[0002]微晶硅薄膜是介于非晶硅和单晶硅之间的一种混合相无序半导体材料，兼备了非晶硅和单晶硅材料的优点。为了使太阳能电池能够大规模连续化生产并且具有更高的效率，硅异质结太阳能电池开始使用微晶硅薄膜替代非晶硅层，薄膜厚度通常在15nm～70nm范围。升级后的硅异质结太阳能电池的光电转换效率与微晶硅薄膜的结晶度密切相关，在行业内通常使用拉曼光谱分析法评估微晶硅薄膜的晶化率。
[0003]目前，主要使用的两种拉曼基底是玻璃和抛光硅片直接沉积微晶薄膜形成的。但是在实际测试过程中发现，这两种拉曼基底均难以准确表征微晶硅薄膜的晶化率，进而难以获得较佳的微晶硅薄膜的制备工艺参数。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种微晶硅薄膜沉积工艺的研究方法及其应用。该研究方法采用微晶硅薄膜晶化率测试样品作为拉曼基底，该样品适用于异质结太阳能电池特有的微晶工艺，微晶硅薄膜使用该测试基底能够表征晶化率，并通过对比数据评估多组微晶硅薄膜沉积工艺的优劣。
[0005]为达上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]本申请提供一种微晶硅薄膜沉积工艺的研究方法，包括以下步骤：
[0007]S1：准备多个衬底；
[0008]S2：在相同工艺条件下，在所述多个衬底上沉积一定厚度的本征氢化非晶硅膜层，形成测试基底；
[0009]S3：分别在不同工艺条件下，在多个所述测试基底沉积相同厚度的微晶硅薄膜，形成多个测试样品；
[0010]S4：将多个所述测试样品作为拉曼基底进行拉曼光谱测试，得到不同工艺条件下对应的微晶硅薄膜晶化率数据，进而获得晶化率较佳的微晶硅薄膜沉积工艺。
[0011]在一些实施例中，所述本征氢化非晶硅膜的厚度为2nm～20nm。
[0012]在一些实施例中，所述待研究微晶硅薄膜的厚度为5nm～100nm。
[0013]在一些实施例中，所述衬底为玻璃衬底或抛光硅片衬底。
[0014]在一些实施例中，所述衬底为玻璃衬底时，所述玻璃衬底的厚度为200μm～1000μm。
[0015]在一些实施例中，所述衬底为抛光硅片衬底时，所述抛光硅片衬底的厚度为100μm～300μm。
[0016]在一些实施例中，所述衬底为抛光硅片衬底时，在衬底上沉积本征氢化非晶硅膜
层的厚度为8nm～20nm。
[0017]在一些实施例中，所述衬底为玻璃衬底时，在衬底上沉积本征氢化非晶硅膜层的厚度为2nm～15nm。
[0018]在一些实施例中，所述拉曼光谱测试中选用的波长为325nm。
[0019]本申请还提供一种上述的微晶硅薄膜沉积工艺的研究方法在异质结太阳能电池中的应用。
[0020]与已有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0021]本专利技术提供了一种微晶硅薄膜沉积工艺的研究方法，采用微晶硅薄膜晶化率测试样品作为拉曼基底进行拉曼光谱测试，微晶硅薄膜晶化率测试样品是按照待研究的微晶工艺条件沉积在测试基底上的。所述微晶硅薄膜晶化率测试样品包括衬底和层叠于衬底上的本征氢化非晶硅膜。本专利技术选用的测试基底能够作为微晶工艺的基底，使微晶硅薄膜更好地沉积在基底上。区别于传统衬底，本专利技术微晶硅薄膜晶化率测试样品具有本征氢化非晶硅膜，能够有效解决传统衬底影响微晶硅薄膜生长或诱导微晶硅薄膜结晶的缺点，从而能够相对准确地测定微晶硅薄膜的晶化率，进而可研究对比多种不同微晶工艺条件下沉积的薄膜晶化率，为工艺调试中提供数据支撑，从而制备出高光电转化效率的太阳能电池。
附图说明
[0022]图1是微晶硅薄膜晶化率测试样品的结构示意图；
[0023]图2是本申请样品和对比例在不同衬底上沉积时间与待研究微晶硅薄膜厚度的关系图；
[0024]图3是本申请样品和对比例在不同衬底上沉积时间与待研究微晶硅薄膜晶化率的关系图。
[0025]图中，衬底1、本征氢化非晶硅膜2、待研究微晶硅薄膜3。
具体实施方式
[0026]以下结合具体实施例对本专利技术的微晶硅薄膜沉积工艺的研究方法及其应用作进一步详细的说明。本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本专利技术。
[0027]当本文中公开一个数值范围时，上述范围视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。
[0028]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。
[0029]专利技术人通过研究发现，传统方法中采用玻璃和抛光硅片难以准确表征微晶硅薄膜的晶化率的原因在于：玻璃作为镀膜基底时，微晶硅薄膜很难沉积在裸玻璃基底上，进而难
以用于测试薄膜晶化率或测试结果不准确，且玻璃基底还会影响薄膜的生长过程；而选用抛光硅片作为镀膜基底，抛光硅片在镀膜过程中会诱导结晶，且当前拉曼光谱仪主要有325nm以及532nm两种波长测试模式，若抛光硅片衬底本身为单晶结构，对应的520nm与510nm峰面积偏高，因此计算所得的晶化率偏高，并不能准确地表征微晶薄膜的晶化率。
[0030]基于前述传统方法存在的问题，本专利技术选用的微晶硅薄膜晶化率测试样品能够作为微晶工艺的基底，微晶硅薄膜晶化率测试样品包括衬底和层叠于衬底上的本征氢化非晶硅膜，如此可使微晶硅薄膜更好地沉积在测试基底上，不会影响微晶硅薄膜生长，而且不会诱导微晶硅薄膜结晶，从而使本专利技术的微晶硅薄膜晶化率测试样品能够相对准确地测定微晶硅薄膜的晶化率；进而可研究对比多种不同微晶工艺条件下沉积的薄膜晶化率，为工艺调试中提供数据支撑，从而制备出高光电转化效率的太阳能电池。
[0031]下面举例予以说明如何获得微晶硅薄膜晶化率数据：微晶硅薄膜晶化率数据通过拉曼光谱来表征，光源的波长为325nm；微晶硅薄膜晶化率由以下公式获得：
[0032]X
c
＝I
520
/(I
520
+I
480
)，其中X
c
表示晶化率，I
520
和I
480
是中心分别在520cm
‑1和480cm
‑1附近的拉曼峰的面积(具体数据可由软件，如origin，计算得出)；中心为520cm
‑1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微晶硅薄膜沉积工艺的研究方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：准备多个衬底；S2：在相同工艺条件下，在所述多个衬底上沉积一定厚度的本征氢化非晶硅膜层，形成测试基底；S3：分别在不同工艺条件下，在多个所述测试基底沉积相同厚度的待研究微晶硅薄膜，形成多个测试样品；S4：将多个所述测试样品作为拉曼基底进行拉曼光谱测试，得到不同工艺条件下对应的微晶硅薄膜晶化率数据，进而获得晶化率较佳的微晶硅薄膜沉积工艺。2.根据权利要求1所述的微晶硅薄膜沉积工艺的研究方法，其特征在于，所述本征氢化非晶硅膜的厚度为2nm～20nm。3.根据权利要求1所述的微晶硅薄膜沉积工艺的研究方法，其特征在于，所述待研究微晶硅薄膜的厚度为5nm～100nm。4.根据权利要求1所述的微晶硅薄膜沉积工艺的研究方法，其特征在于，所述衬底为玻璃衬底或抛光硅片衬底。5.根据权利要求4所...

【专利技术属性】
技术研发人员：高磊，张衡，屈庆源，王青松，吴海红，
申请(专利权)人：苏州迈正科技有限公司，
类型：发明
国别省市：