鲁媛媛，李贺军，杨冠军，蒋百灵，姜子凡

（1.西北工业大学，西安710072；2.西安理工大学，西安710048）

因制备过程中低的材料和能源消耗，非晶硅薄膜作为太阳能电池的核心原材料被广泛应用［1--4］。然而，具有无序网络结构的非晶硅材料中包含了大量的悬挂键、空位等缺陷［5］，缺陷态密度很高。这些缺陷将促进光生载流子的复合缩短其寿命［6］，从而大大降低了非晶硅薄膜电池的光电转换效率。在一定程度上，晶化硅薄膜能够克服非晶硅的这一缺点，且有着较高的掺杂效率和迁移率等其他优点［7--8］。

在等离子体增强化学气相沉积（PECVD）法沉积非晶硅薄膜时，掺入氢气可有效补偿悬挂键等缺陷［9］，制备出有序度较高的微晶硅薄膜。但微晶硅的形成需要一个过程，其在沉积初期仍为非晶生长模式，随着沉积时间的延长才转变为微晶生长模式，具有典型的两相结构特征［10］。美国联合太阳能公司研究发现［11］，在微晶硅的沉积过程中，随着膜厚增加，微晶晶粒尺寸和晶相比增大。因此，直观形象地揭示出微晶硅薄膜的纵向结构演变过程并探索其生长过程中的自晶化机制，对于制备出晶粒尺寸和晶相比相近、纵向结构均匀的微晶硅薄膜有着重要的意义。

采用PECVD 法沉积了氢化硅薄膜，系统地研究了不同沉积阶段的氢化硅膜的微观结构，并对硅膜的晶化率和沉积速率进行了计算。

1 实验

采用射频电源为13.56 MHz的单腔PECVD设备于N 型单晶硅衬底上制备了沉积时间分别为30、60、120和240min的氢化本征硅膜。……