氟基容性耦合等離子體診斷以及在多晶硅太陽能電池制絨中的應(yīng)用研究

【摘要】：強電負性的氟基等離子體是有望替代多晶硅電池片表面濕法制絨的干法制絨技術(shù)，然而氟基等離子體電學(xué)特性以及多晶硅干法制絨的內(nèi)在機制仍不清楚。本文主要研究了氟基容性耦合等離子體電學(xué)特性以及其在多晶硅太陽能電池制絨中的應(yīng)用。 首先，利用懸浮型的微波共振探針對氟基射頻容性耦合等離子體電子密度進行了測量。對40.68MHz單射頻容性耦合Ar/SF_6和SF_6/O_2等離子體的測量結(jié)果表明：電負性氣體SF6通入40.68MHz單射頻容性耦合Ar等離子體顯著降低了等離子體電子密度，隨著SF6流量的增加，電子密度呈緩慢下降的趨勢；SF_6/O_2混合氣體放電中，電子密度隨入射功率的增加而上升，而放電氣壓的上升導(dǎo)致了電子密度的下降，電子密度隨O_2流量的增加呈下降的趨勢。40.68MHz/13.56MHz雙頻容性耦合激發(fā)的SF_6/O_2等離子體的電子密度測量結(jié)果表明，增加施加在下電極板的低頻功率沒有導(dǎo)致電子密度的上升。 然后，利用發(fā)射光譜技術(shù)對40.68MHz/13.56MHz雙頻容性耦合激發(fā)的SF_6/O_2等離子體中F和O基團的光譜強度進行測量。結(jié)果表明：隨O_2流量增大，O相對濃度單調(diào)增加，而F相對濃度呈現(xiàn)先增大后趨于平緩的變化趨勢，[F]/[O]明顯減??；隨放電氣壓升高，F(xiàn)相對濃度顯著增加，而O相對濃度呈先增大后減小的變化趨勢，[F]/[O]顯著增大；隨高頻輸入功率增大，F(xiàn)、O相對濃度均呈現(xiàn)先增大后減小的變化趨勢，而[F]/[O]隨功率增大先增大，功率大到250W后保持不變；另外，負偏壓對F、O相對濃度以及[F]/[O]的影響并不明顯。 最后，利用40.68MHz/13.56MHz雙頻容性耦合激發(fā)的SF_6/O_2等離子體對多晶硅太陽能電池表面進行織構(gòu)化。研究了不同放電參量（氣體流量比、氣壓，功率）對多晶硅制絨效果的影響。實驗結(jié)果表明，適合等離子體制絨的工藝參數(shù)窗口很窄：ne6.3×109cm~3，且0.3[F]/[O]0.8。超出這個范圍時，就很難制得具有微結(jié)構(gòu)的絨面。實驗中，當電子密度ne=6.9×109cm~3，[F]/[O]=0.5時制得的絨面反射率最低，約為7.3%。另外，O_2含量較大，刻蝕時間較長以及負偏壓較高會降低多晶硅片的少子壽命。嘗試給出一個模型來解釋多晶硅表面等離子體干法制絨的機制。 【關(guān)鍵詞】：等離子體干法制絨 微波共振探針 多晶硅太陽能電池 反射率 少子壽命
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TM914.4
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-8
• 目錄8-10
• 第一章 緒論10-25
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 低溫等離子體簡介11-13
• 1.3 晶體硅太陽能電池工作原理及制作流程13-20
• 1.4 多晶硅太陽能電池絨面制備的研究現(xiàn)狀20-23
• 1.5 本文研究的意義和主要內(nèi)容23-25
• 第二章 實驗設(shè)備與氟基等離子體診斷方法25-32
• 2.1 雙頻激發(fā)容性耦合等離子體實驗裝置25-26
• 2.2 氟基等離子體診斷技術(shù)26-32
• 2.2.1 微波共振探針診斷技術(shù)26-28
• 2.2.2 發(fā)射光譜診斷技術(shù)28-32
• 第三章 氟基等離子體電子密度的測量32-42
• 3.1 微波共振探針與朗謬爾雙探針對 Ar 等離子體密度的測量結(jié)果比較33-35
• 3.2 采用微波共振探針測量 SF6通入到 Ar 等離子體后對其電子密度的影響35-37
• 3.3 采用微波共振探針測量 SF6/O_2容性耦合等離子體電子密度37-42
• 第四章 氟基等離子體發(fā)射光譜強度測量42-50
• 4.1 氣體流量比對 SF6/O_2容性耦合等離子體發(fā)射光譜強度的影響43-45
• 4.2 放電氣壓對 SF6/O_2容性耦合等離子體發(fā)射光譜強度的影響45-47
• 4.3 射頻輸入功率對 SF6/O_2容性耦合等離子體發(fā)射光譜強度的影響47-50
• 第五章 等離子體干法刻蝕制備多晶硅電池片絨面的研究50-65
• 5.1 等離子體干法刻蝕去除多晶硅表面線切割損傷層50-52
• 5.2 等離子體干法刻蝕制備多晶硅電池片絨面52-65
• 5.2.1 刻蝕氣體（SF6/O_2）流量比對制絨效果的的影響52-55
• 5.2.2 放電氣壓對制絨效果的的影響55-57
• 5.2.3 不同低頻輸入功率對制絨效果的的影響57-60
• 5.2.4 等離子體制絨的內(nèi)在機制分析60-65
• 第六章 結(jié)論65-67
• 參考文獻67-72
• 攻讀碩士期間公開發(fā)表的論文與專利72-73
• 致謝73-74

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