一種制備高導(dǎo)電率多晶硅薄膜的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了屬于多晶硅薄膜太陽(yáng)電池【技術(shù)領(lǐng)域】的一種制備高導(dǎo)電率多晶硅薄膜的方法。該方法在異質(zhì)襯底上，利用磁控濺射同時(shí)濺射多晶硅和石墨，制備出摻雜有一定碳的多晶硅薄膜。從而可以改善多晶硅薄膜的導(dǎo)電性。本發(fā)明的方法操作簡(jiǎn)單，便于控制，通過(guò)控制沉積薄膜的時(shí)間、襯底溫度、濺射功率、氣體流量、濺射氣壓等來(lái)控制多晶硅中碳含量的改變，從而控制改變多晶硅薄膜的導(dǎo)電性。
【專利說(shuō)明】—種制備高導(dǎo)電率多晶硅薄膜的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于多晶硅薄膜太陽(yáng)電池【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種利用磁控濺射共濺射多晶硅和石墨制備高導(dǎo)電率多晶硅薄膜的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，能源危機(jī)和環(huán)境污染的日趨嚴(yán)重極大地促進(jìn)了光伏產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展。太陽(yáng)能是取之不盡、用之不竭的清潔、可再生能源之一。因此，世界各國(guó)都對(duì)太陽(yáng)能方面的開(kāi)發(fā)利用給予了高度重視。隨著太陽(yáng)電池應(yīng)用的不斷擴(kuò)大，大規(guī)模超大規(guī)模的太陽(yáng)能發(fā)電站的建設(shè)和使用，使得太陽(yáng)電池成本問(wèn)題日益凸顯，原材料供不應(yīng)求。薄膜太陽(yáng)電池應(yīng)運(yùn)而生。相比較普通太陽(yáng)能電池，薄膜太陽(yáng)電池具有下列優(yōu)點(diǎn):(1)吸收層材料具有較高的光吸收系數(shù)，因此，微米級(jí)厚度的薄膜足以吸收絕大部分的太陽(yáng)光能量，節(jié)省了原材料的用量；
[2]采用低溫薄膜制備技術(shù)，顯著降低能耗，縮短能源回收期；(3)材料和器件制備可同步完成，便于大面積、自動(dòng)化和連續(xù)化生產(chǎn)；(4)更可制備在如金屬箔、塑料等廉價(jià)柔性襯底上，極大提高器件的質(zhì)量比功率，在軍事等特殊領(lǐng)域用電源系統(tǒng)上具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0003]多晶硅薄膜太陽(yáng)電池是目前公認(rèn)的高效率、低能耗的理想太陽(yáng)電池，具有性能穩(wěn)定、無(wú)毒、價(jià)格低、可大面積生長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)，此外，硅元素廣泛存在于地球上(地殼中約含27.6%)，原材料豐富，比其他薄膜電池(銅銦硒(CIS)和硫化鎘(CdTe)等)具有更優(yōu)越的地位。隨著陷光技術(shù)、載流子束縛技術(shù)以及鈍化技術(shù)的發(fā)展，可以制備出廉價(jià)高效的多晶硅薄膜太陽(yáng)電池。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種簡(jiǎn)單易行的方法對(duì)多晶硅薄膜進(jìn)行摻雜，從而改善多晶硅薄膜的導(dǎo)電性。
[0005]一種制備高導(dǎo)電率多晶硅薄膜的方法，利用磁控濺射技術(shù)共同濺射多晶硅和石墨，制備出摻雜有碳的多晶硅薄膜，改善多晶硅薄膜的導(dǎo)電性，包括如下步驟:
[0006]步驟1:選取異質(zhì)襯底；
[0007]步驟2:利用磁控濺射設(shè)備同時(shí)濺射多晶硅和石墨，其中多晶硅靶用射頻電源濺射，石墨靶用直流電源濺射；
[0008]步驟3:濺射完成以后，自然降溫到室溫，得到摻雜有碳元素的多晶硅薄膜。
[0009]所述異質(zhì)襯底為表面光滑的絕緣材料。
[0010]所述異質(zhì)襯底為陶瓷、玻璃或石英。
[0011]利用磁控濺射同時(shí)濺射多晶硅和石墨時(shí)，固定多晶硅靶的濺射功率，調(diào)節(jié)石墨靶的濺射功率，從而得到不同的摻雜濃度。
[0012]碳元素的摻雜濃度為1016-102°cm_3，即每立方厘米多晶硅薄膜中碳原子個(gè)數(shù)為
IO16-1O20O
[0013]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明的方法利用磁控濺射共濺射多晶硅和石墨，所得到的多晶硅薄膜中就有一定的碳摻雜，從而改善了多晶硅薄膜的導(dǎo)電性。本發(fā)明的方法操作簡(jiǎn)單，便于控制，通過(guò)控制沉積薄膜的時(shí)間、襯底溫度、濺射功率、氣體流量、濺射氣壓等來(lái)控制多晶硅中碳含量的改變，從而控制改變多晶硅薄膜的導(dǎo)電性。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為利用磁控濺射共濺射多晶硅和石墨示意圖；
[0015]其中:1-多晶硅靶，2-石墨靶，3-異質(zhì)襯底。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)和特征，以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0017]根據(jù)圖1所示，一種制備高導(dǎo)電率多晶硅薄膜的方法，包括如下步驟:
[0018]步驟1:選取一種合適的異質(zhì)襯底；
[0019]步驟2:利用磁控濺射設(shè)備同時(shí)濺射多晶硅和石墨，其中多晶硅靶用射頻電源濺射，石墨靶用直流電源濺射；
[0020]步驟3:濺射完成以后，自然降溫到室溫，得到摻雜有一定碳元素的多晶硅薄膜。
[0021]按上述方法進(jìn)行具體實(shí)例說(shuō)明如下:
[0022]實(shí)施例1
[0023]步驟1:選擇陶瓷板作為異質(zhì)襯底；
[0024]步驟2:利用磁控濺射同時(shí)濺射多晶硅和石墨。其中多晶硅靶用射頻電源濺射，濺射功率為200W，石墨靶用直流電源濺射，濺射功率為30W，氬氣氣體流量為80SCCm，濺射氣壓為0.8Pa，濺射時(shí)間為3h ;襯底溫度為500°C ；
[0025]步驟3:濺射完成以后，自然降溫到室溫，得到高導(dǎo)電率的多晶硅薄膜。
[0026]實(shí)施例2
[0027]步驟1:選擇陶瓷板作為異質(zhì)襯底；
[0028]步驟2:利用磁控濺射同時(shí)濺射多晶硅和石墨。其中多晶硅靶用射頻電源濺射，濺射功率為200W，石墨靶用直流電源濺射，濺射功率為50W，氬氣氣體流量為80SCCm，濺射氣壓為0.8Pa，濺射時(shí)間為3h ;襯底溫度為600°C ；
[0029]步驟3:濺射完成以后，自然降溫到室溫，得到高導(dǎo)電率的多晶硅薄膜。
[0030]實(shí)施例3
[0031]步驟1:選擇石英作為異質(zhì)襯底；
[0032]步驟2:利用磁控濺射同時(shí)濺射多晶硅和石墨。其中多晶硅靶用射頻電源濺射，濺射功率為150W，石墨靶用直流電源濺射，濺射功率為40W，氬氣氣體流量為60SCCm，濺射氣壓為0.5Pa，濺射時(shí)間為5h ;襯底溫度為700°C ；
[0033]步驟3:濺射完成以后，自然降溫到室溫，得到高導(dǎo)電率的多晶硅薄膜。
[0034]實(shí)施例4
[0035]步驟1:選擇石英作為異質(zhì)襯底；
[0036]步驟2:利用磁控濺射同時(shí)濺射多晶硅和石墨。其中多晶硅靶用射頻電源濺射，濺射功率為150W，石墨靶用直流電源濺射，濺射功率為60W，氬氣氣體流量為60SCCm，濺射氣壓為0.5Pa，濺射時(shí)間為5h ;襯底溫度為800°C ； [0037] 步驟3:濺射完成以后，自然降溫到室溫，得到高導(dǎo)電率的多晶硅薄膜。
【權(quán)利要求】
1.一種制備高導(dǎo)電率多晶硅薄膜的方法，其特征在于，利用磁控濺射技術(shù)共同濺射多晶硅和石墨，制備出摻雜有碳的多晶硅薄膜，提高多晶硅薄膜的導(dǎo)電性，包括如下步驟: 步驟1:選取異質(zhì)襯底； 步驟2:利用磁控濺射設(shè)備同時(shí)濺射多晶硅和石墨，其中多晶硅靶用射頻電源濺射，石墨靶用直流電源濺射； 步驟3:濺射完成以后，自然降溫到室溫，得到摻雜有碳元素的多晶硅薄膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備高導(dǎo)電率多晶硅薄膜的方法，其特征在于，所述異質(zhì)襯底為表面光滑的絕緣材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備高導(dǎo)電率多晶硅薄膜的方法，其特征在于，所述異質(zhì)襯底為陶瓷、玻璃或石英。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備高導(dǎo)電率多晶硅薄膜的方法，其特征在于，利用磁控濺射同時(shí)濺射多晶硅和石墨時(shí)，固定多晶硅靶的濺射功率，調(diào)節(jié)石墨靶的濺射功率，從而得到不同的摻雜濃度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備高導(dǎo)電率多晶硅薄膜的方法，其特征在于，碳元素的摻雜濃度為1016-102°cm_3，即每立方厘米多晶硅薄膜中碳原子個(gè)數(shù)為IO16-1O'
【文檔編號(hào)】C23C14/35GK103560172SQ201310542462
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月5日
【發(fā)明者】陳諾夫, 吳強(qiáng), 辛雅焜, 何海洋, 弭轍, 白一鳴, 高征, 劉虎, 付蕊, 楊博, 牟瀟野 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)