[发明专利]微晶硅薄膜沉积工艺的研究方法及其应用

说明书

本发明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。

技术领域

本发明属于材料分析测试技术领域，具体涉及一种微晶硅薄膜沉积工艺的研究方法及其应用。

背景技术

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。

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。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明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。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

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：

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。

在一些实施例中，所述本征氢化非晶硅膜的厚度为2nm～20nm。

在一些实施例中，所述待研究微晶硅薄膜的厚度为5nm～100nm。

在一些实施例中，所述衬底为玻璃衬底或抛光硅片衬底。

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。

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。

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。

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。

在一些实施例中，所述拉曼光谱测试中选用的波长为325nm。

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。

与已有技术相比，本发明具有如下有益效果：