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过渡区p型氢化硅氧薄膜结构和光电特性的研究

李同锴 徐征 赵谡玲 徐叙瑢 薛俊明

过渡区p型氢化硅氧薄膜结构和光电特性的研究

李同锴, 徐征, 赵谡玲, 徐叙瑢, 薛俊明
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  • 采用射频等离子体增强化学气相沉积技术,利用二氧化碳(CO2)、氢气(H2)、硅烷(SiH4)和乙硼烷(B2H6)作为气源,制备出一系列p型氢化硅氧薄膜.利用拉曼光谱、傅里叶变换红外光谱和暗电导测试,研究了不同二氧化碳流量对薄膜材料结构和光电特性的影响,获得了从纳米晶相向非晶相转变的过渡区p层.研究表明:随着二氧化碳流量从0增加到1.2 cm3 min-1,拉曼光谱的峰值位置从520 cm-1逐渐移至480 cm-1.材料红外光谱表明,随着二氧化碳流量的增加,薄膜中的氧含量逐渐增加,氢键配置逐渐由硅单氢键转换为硅双氢键.P层SiO:H薄膜电导率从3 S/cm降为8.310-6 S/cm.所有p型SiO:H薄膜的光学带隙(Eopt)都在1.822.13 eV之间变化.在不加背反射电极的条件下,利用从纳米晶相向非晶相转变的过渡区p层作为电池的窗口层,且在P层和I层之间插入一定厚度的缓冲层,制备出效率为8.27%的非晶硅薄膜电池.
      通信作者: 徐征, zhengxu@bjtu.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:61575019)资助的课题.
    [1]

    Lambertz A, Finger F, Hollnder B, Rath J K, Schropp R E 2012 J. Non-Cryst. Solids 358 1962

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    Zacharias M, Freistedt H, Stolze F 1993 J. Non-Cryst. Solids 164 1089

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    Naka yama Y M, Uecha T, Ikeda M 1996 J. Non-Cryst. Solids 198 915

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    Kobsak S, Nopphadol S, Puchong S 2011 Curr. Appl. Phys. 11 S47

    [5]

    Matsumoto Y, Mele Hndez F, Asomoza R 2001 Sol. Energy Mater. Sol. Cells 66 163

    [6]

    Yoon K, Kim Y, Park J, Shin C H, Baek S, Jang J, Iftiquar S M, Yi J 2011 J. Non-Cryst. Solids 357 2826

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    Liu H X, Yang Y B, Liu J P, Jiang Z Y, Yu W, Fu G S 2016 J. Alloys Compod. 671 532

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    Liao X B, Du W H 2006 J. Non-Cryst. Solids 352 1841

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    Yue G, Lorentzen J D, Lin J, Wang Q, Han D 1999 Appl. Phys. Lett. 75 492

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    Arup S, Debajyoti D 2009 Sol. Energy Mater. Sol. Cells 93 588

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    Iftiquar S M 1998 J. Phys. D:Appl. Phys. 31 1630

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    Haga K, Watanabe H 1996 J. Non-Cryst. Solids 195 72

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    He L, Inokuma T, Kurata Y, Hasegawa S 1995 J. Non-Cryst. Solids 185 249

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    Lucovsky G, Yang J, Chao S S, Tyler J E, Czubatyj W 1983 Phys. Rev. B 283 225

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    Daey Ouwens J, Schropp R E I 1996 Phys. Rev. B 177 59

    [17]

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    Chang T H, Chang J Y, Chu Y H 2013 Surf. Coat. Technol. 231 604

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    Yang L, Abeles B, Eberhardt W, Sondericker D 1989 IEEE Trans. Electron Dev. 36 2798

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    Qiao Z, Xie X J, Hao Q Y, Wen D, Xue J M, Liu C C 2015 Appl. Surf. Sci. 324 152

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    [19] 聂秋华, 王国祥, 王训四, 徐铁峰, 戴世勋, 沈祥. Ga对新型远红外Te基硫系玻璃光学性能的影响. 物理学报, 2010, 59(11): 7949-7955. doi: 10.7498/aps.59.7949
    [20] 孙杰, 聂秋华, 王国祥, 王训四, 戴世勋, 张巍, 宋宝安, 沈祥, 徐铁峰. PbI2对远红外Te基硫系玻璃光学性能的影响. 物理学报, 2011, 60(11): 114212. doi: 10.7498/aps.60.114212
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-03-02
  • 修回日期:  2017-07-08
  • 刊出日期:  2017-10-05

过渡区p型氢化硅氧薄膜结构和光电特性的研究

  • 1. 北京交通大学, 发光与光信息技术教育部重点实验室, 北京 100044;
  • 2. 石家庄铁道大学数理系应用物理研究所, 石家庄 050043;
  • 3. 河北汉盛光电科技有限公司, 衡水 053000
  • 通信作者: 徐征, zhengxu@bjtu.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:61575019)资助的课题.

摘要: 采用射频等离子体增强化学气相沉积技术,利用二氧化碳(CO2)、氢气(H2)、硅烷(SiH4)和乙硼烷(B2H6)作为气源,制备出一系列p型氢化硅氧薄膜.利用拉曼光谱、傅里叶变换红外光谱和暗电导测试,研究了不同二氧化碳流量对薄膜材料结构和光电特性的影响,获得了从纳米晶相向非晶相转变的过渡区p层.研究表明:随着二氧化碳流量从0增加到1.2 cm3 min-1,拉曼光谱的峰值位置从520 cm-1逐渐移至480 cm-1.材料红外光谱表明,随着二氧化碳流量的增加,薄膜中的氧含量逐渐增加,氢键配置逐渐由硅单氢键转换为硅双氢键.P层SiO:H薄膜电导率从3 S/cm降为8.310-6 S/cm.所有p型SiO:H薄膜的光学带隙(Eopt)都在1.822.13 eV之间变化.在不加背反射电极的条件下,利用从纳米晶相向非晶相转变的过渡区p层作为电池的窗口层,且在P层和I层之间插入一定厚度的缓冲层,制备出效率为8.27%的非晶硅薄膜电池.

English Abstract

参考文献 (24)

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