HJT 태양 전지 달성했다 패시베이션 접촉 앞면과 뒷면에 있으므로 얻었습니다. 더 높은 개방 회로 전압, 이는 TOPCon 셀과 PERC 셀보다 훨씬 높습니다. 그러나 심각한 기생충 흡수 ~에 비정질 실리콘 층 전면에 위치하여 단락 전류에서 HJT 셀이 우세하지 않습니다. 이 문제를 해결하는 아이디어 중 하나는 비정질 실리콘 대신 미정질 실리콘. 공정 관점에서 볼 때 미세결정 실리콘의 형성에는 변화가 필요합니다. 실란과 수소의 희석률, RF 전력 및 증착 압력 개선하다 결정화 속도 미세결정 실리콘 필름.

결정구조의 차이에 따라 실리콘 박막 소재 로 나눌 수 있습니다 단결정 실리콘 박막, 다결정 실리콘 박막 그리고 비정질 실리콘 박막.

단결정 실리콘, 다결정 실리콘, 비정질 실리콘의 구조 개략도

비정질 실리콘(a-Si:H) i태양광 및 마이크로전자 분야에서 대면적 박막 태양 전지와 박막 트랜지스터(TFT) 개발에 널리 사용되어 온 성숙한 소재입니다. 그러나 원자의 배열 순서가 짧기 때문에, 이 배열 순서는 주로 공유 결합의 길이와 결합각과 관련이 있습니다. 결합각은 가장 가까운 원자 사이에서만 유지됩니다. 따라서 a-Si:H는 수송 특성이 좋지 않고, 전자 이동도가 낮으며, 댕글링 결합 밀도가 높고, 광 조사 시 열화됩니다. (Staebler-Wronski 효과).

다결정 실리콘(poly-Si) 좋은 수송 특성을 가지고 있지만 필요한 높은 증착 온도(600°C)로 인해 통합이 제한됩니다. 유리 및 유연 기판.

미결정 실리콘 μc-Si:H 필름

미결정 실리콘 μc-Si:H 이다 저온(≤200℃)에서 PECVD로 제조된 실리콘 기반 박막입니다. 비정질 실리콘 및 다결정 실리콘과 달리, 미정질 실리콘 μc-Si:H는 서로 다른 배향을 갖는 결정 기둥에서 성장하며, 기둥들은 비정질 실리콘으로 구성된 경계면에 의해 분리됩니다.

M미결정 실리콘 μc-Si:H는 밴드갭과 흡수계수 비정질 실리콘과 다릅니다. 더 높은 전도도, 더 높은 적외선 흡수율, 더 높은 안정성 태양 복사(빛 흡수)에. 반면에 μc-Si:H는 저온(200℃) 그리고 또한 보여줍니다 높은 캐리어 이동성, 높은 안정성 및 높은 전도성.

일반적으로 μc-Si:H 필름은 모노실란(SiH)의 혼합물로 만들어집니다.₄) 및 수소(H₂), 그러나 모노실란(SiH)의 혼합물로도 만들어질 수 있습니다.₄), 수소(H₂) 및 아르곤(Ar). μc-Si:H 필름을 만드는 주요 매개 변수는 다음과 같습니다. H₂ 노동 희석, 적당한 RF 전력과 높은 증착 압력. 이러한 매개변수를 최적화함으로써, 결정화 속도 Xc 증가될 수 있으며, 성능 특성을 최적화할 수 있습니다.

RF 전력이 미세결정 실리콘 박막의 두께, 증착 속도, 표면 거칠기 및 결정화 속도 Xc에 미치는 영향

다양한 RF를 사용하는 PECVD 반응기에서 200°C에서 증착된 μc-Si:H 필름을 연구함으로써 30분 동안 20, 25, 30, 35, 40, 45W의 전력을 사용했을 때, 우리는 다른 RF 전력이 필름에 특정한 영향을 미친다는 것을 발견했습니다. 두께, 증착 속도, 표면 거칠기, 결정화 속도 Xc 및 기타 특성.

μc-Si:H 필름의 두께, 증착 속도, 표면 거칠기 및 결정화 속도 Xc에 대한 다양한 RF 전력의 영향에 대한 데이터

증착률은 다음으로부터 계산됩니다. 평균 두께 영화와 증착 시간. 다음 그림은 RF 전력에 따른 증착 속도를 보여줍니다. 그림에서 RF 전력이 증가함에 따라 증착 속도가 감소하는 것을 확인할 수 있습니다.

증착 속도 μc-Si:H 박막과 RF RF 전력의 관계

그것은 분명하다 영화의 거칠기 필름을 증착하기 위해 RF RF 전력을 증가시키면 증가합니다. 문헌에 따르면, 더 큰 거칠기 값은 μc-Si:H 필름은 더 큰 것과 연관됩니다. 결정 크기.

다음 그림은 3D 이미지를 보여줍니다. μ다양한 RF RF 전력으로 증착된 c-Si:H 박막. 측정값으로부터 평균 거칠기 (토)와 평균 제곱근 거칠기 (RMS) 값.

라만 분석

라만 분광법 ~할 수 있다 특성화하는 데 사용됩니다 μc-Si:H 박막. 다음 그림은 다양한 RF 전력 레벨에서 증착된 박막의 라만 스펙트럼을 보여줍니다. 520cm-1에서 뚜렷한 피크가 나타납니다.^-1 스펙트럼에서 확인할 수 있습니다. 모든 샘플의 결정화도 Xc는 64~75% 범위에 있으며, 25W RF 전력에서 증착된 박막의 결정화도가 가장 높습니다.

의 증언을 위해 μc-Si:H의 경우 세 가지 조건이 필요합니다. 증착 중 H₂ 에칭 공정이 발생합니다. 더 높은 RF 전력의 효과는 H를 촉진합니다.₂ 필름의 결정성 Xc에 영향을 미치는 에칭 공정입니다.

라만 분광법을 측정하는 이유는 무엇입니까?

라만 분광법 측정하고 평가하는 데 사용됩니다 결정화 속도 실리콘 기반 박막의. 라만은 광산란 기술. 레이저 소스에서 나오는 고강도 입사광이 분자에 의해 산란될 때 대부분의 산란광은 입사 레이저와 동일한 파장을 가지게 됩니다. 이러한 산란을 산란이라고 합니다. 레이리 산란(탄성 산란). 그러나 산란광의 극히 일부(약 1/109)는 입사광과 파장이 다르며, 그 파장 변화는 시험편의 화학 구조(소위 산란 물질)에 의해 결정되는데, 이 산란광의 일부를 라만 산란(비탄성 산란).

다양한 공정 매개변수로 준비된 필름의 경우 라만 분광법을 통해 이해할 수 있습니다. 미세구조와 패시베이션 효과 실리콘 필름의 결정 전도도 영화의 특징을 설명함으로써 결정성 고품질 필름을 제조하기 위한 최적화 방향을 제공합니다.