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氮化硅薄膜的快速热结晶工艺
摘要： 对硅纳米晶（Si NCs）材料进行了合成与表征研究。我们探究了氮化硅（SiNx）基体中嵌入的硅纳米晶的形貌与结构特征。该研究针对采用等离子体增强化学气相沉积法在380°C沉积后，通过快速热退火进行高温处理的薄膜展开。研究证实了SiNx基体中存在嵌入的硅纳米晶，这一结论通过拉曼光谱和高分辨透射电子显微镜（HR-TEM）得到验证。随着退火温度升高，频率为515 cm?1处归属于横向光学（TO）模式的尖锐峰逐渐展宽，并在高频率侧形成对称肩峰。HR-TEM分析表明硅纳米晶的平均半径介于3至5纳米之间，这证实了通过硅纳米晶的形成实现了非晶氮化硅（a-SiN）相向晶体氮化硅（c-SiN）相的转变。
关键词： 氮化硅（SiNx）、快速热退火（RTA）、等离子体增强化学气相沉积（PECVD）、硅纳米晶（Si NCs）
更新于2025-09-23 15:23:52
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采用快速热退火（RTA）制备的原位磷掺杂多晶硅及其在多晶硅钝化接触太阳能电池中的应用
摘要： 快速热退火（RTA）用于使等离子体增强化学气相沉积（PECVD）制备的氢化非晶硅（a-Si:H）薄膜晶化，从而在隧穿氧化层钝化接触（TOPCon）太阳能电池中形成磷掺杂多晶硅钝化接触。研究考察了退火温度、退火时间、冷却时间及多晶硅厚度对表面钝化效果的影响。RTA的主要优势是将整体晶化周期缩短至约15分钟，显著短于传统管式炉退火的60分钟以上时长。研究发现当a-Si:H厚度小于40纳米时，RTA是制备高质量多晶硅钝化接触的稳健方法且不会产生起泡缺陷。优化后的RTA工艺在退火态下可实现712 mV的隐含开路电压（iVoc）和12.5 fA/cm2的单面暗饱和电流密度（J0,s），但略逊于管式炉退火制备的对照样品表面钝化效果。经后续Al2O3盖层氢化处理后，iVoc和J0,s分别提升至727 mV和4.7 fA/cm2。最终实现23.04%的最佳转换效率（Voc=679.0 mV，Jsc=41.97 mA/cm2，FF=80.86%），证实了RTA在制备高效多晶硅钝化接触太阳能电池中的有效性。
关键词： 快速热退火（RTA）、多晶硅钝化接触、晶体硅、太阳能电池、等离子体增强化学气相沉积（PECVD）、隧穿氧化层钝化接触（TOPCon）
更新于2025-09-23 15:19:57