气相沉积技术制备高质量多晶硅薄膜的关键因素

随着可再生能源的蓬勃发展,光伏发电这一清洁环保的利用方式受到社会各界日益广泛的关注。而多晶硅薄膜光伏电池以其成本低廉、工艺简便的特质,成为实现大规模应用的重要途径。

气相沉积法是当今制备多晶硅薄膜最主要的技术手段之一。相较于传统的硅锭冶炼-切割工序,气相沉积技术可直接在衬底上形成多晶硅薄膜,避免了硅原料的巨量浪费,大幅减少了硅材料的用量。同时,该技术实现了过程的自动化、连续化,极大提升了生产效率。

然而,气相沉积所形成的多晶硅薄膜质量直接影响最终电池的转换效率。在多晶硅薄膜的气相沉积过程中,哪些关键因素需要引起足够的重视呢?

1. 1.反应室压强的精确调控。反应室内的压力直接影响硅气相沉积反应的速率,需进行精细调节,通常保持在几十到几百帕的范围。

1. 2.沉积温度的合理选择。温度决定硅的沉积速率、纯度和结晶度,一般控制在600-650°C。过低会导致杂质掺入过多,过高则可能产生裂纹。

1. 3.硅源气体组分的优化配置。采用硅烷、二氯硅烷等作为硅源气体,其配比比例直接影响最终沉积硅的质量。

1. 4.载气流量与纯度的控制。载气起到将反应物输送至衬底的作用,其流量和纯度会影响沉积环境。通常选择高纯氢气或氦气。

1. 5.衬底的严格预处理。为获得致密的多晶硅薄膜,需对衬底进行抛光、清洗、刻蚀等精心预处理。

1. 6.内应力的有效控制。硅薄膜内应力可能导致薄膜脱落和电池损坏,可通过优化过程参数进行控制。

气相沉积技术实现高品质多晶硅薄膜,关键在于准确掌握和精心调控各种沉积参数,以获取组分均匀、结晶完好、内应力可控的优质硅膜。这对提升光伏电池效率和推进产业化至关重要。