分形论与非晶态硅薄膜中的分形凝聚

阐述了分形概念及其在非晶硅薄膜微结构分析中的应用.利用透射电子显微镜(TEM)观测,在不同退火温度下,采用不同于常规的原位动态观测技术,获得a-Si:H薄膜中微结构形貌像.通过两种方法计算了分形结构的分维.结果表明,分形结构与a-Si:H薄膜的性质密切相关.对a-Si:H薄膜中的分形结构与晶化之间的关系进行了讨论。     

“非晶态硅的表面界面与微结构研究”通过部级鉴定

“非晶态硅的表面、界面与微结构研究”项目的完成,建立了射频等离子体淀积(薄膜)系统,制备了具有较好的光电传感特性(σ_p/σ_d=5×10~4)的a-Si:H薄膜,利用XPS,AES,ESR,SEM,TEM,TED等现代分析技术,对非晶硅微结构与生长机理,动态结构弛豫,近贵金属与非晶硅界面特性,以及非晶硅表面超薄自然氧化膜的形成等,进     

非晶半导体超晶格薄膜的光声谱研究

本文对a-Si:H/a-SiN_x:H超晶格薄膜进行了光声谱研究.在光声谱中可以观察到由于量子尺寸效应所引起的吸收边“兰移”现象.将超晶格系列样品的光声谱与它们的光吸收谱以及本征硅的光声谱作了比较,研究表明,在a-Si:H/a-SiN_x:H超晶格中光生载流子(电子和空穴)的非辐射复合比本征硅要大得多.光生载流子在带间的跃迁主要属于辐射跃迁,在带尾间的跃迁,主要属于非辐射跃迁.     

a-St:H FET特性的研究

本文从理论和实验两方面对a-Si:H FET的特性进行分析研究。给出了一种关于a-Si:H FET新的理论分析方法,假设a-Si:H能隙中深局域态密度和带尾局域态密度均为指数分布,并且考虑到漏源电压对沟道表面势的影响,采用简便的方法和合理的近似推导出了较全面反映a-Si:H FET特性的解析表达式。同时在实验中,研制了用SiO_2或Si_3N_4作为栅绝缘层的a-Si:H FET,测量得到了不同绝缘层和不同沟道长度的各a-Si:H FET的直流特性。当栅压变化20V时,漏源电流可以变化10~4。最后,对理论计算及实验结果进行了分析和比较。     

退火条件对多晶硅薄膜光电性能的影响

采用氢等离子体加热的方法晶化a-Si:H薄膜制备多晶硅薄膜,用Raman散射谱和傅里叶变换红外吸收谱(FT-IR)等方法进行表征和分析.研究了退火的射频功率、衬底温度和退火时间对薄膜微结构和光电性能的影响.结果表明,薄膜的氢含量是影响薄膜光学带隙的主要因素,而薄膜的结晶度是影响薄膜暗电导率的主要因素.     

a-Si:H叠层太阳电池的设计与实验

本文提出一种廉价高效非晶硅叠层电池的基本设计方法,给出一系列有关电池参数最佳化的技术数据.文中讨论了该设计方法在a-Si/poly Si叠层太阳电池方面的应用.计算和实验结果表明,a-Si/poly Si叠层电池的光电流主要受顶部的a-Si:H nip电池的限制.     

射频溅射无定形硅性质研究

硅烷(SiH_4)辉光放电分解法(G D 法)和射频溅射法(S P 法)是制备氢化无定形硅(a-Si:H)薄膜的两种主要方法.前人采用GD 法制成禁带缺陷态密度很低的a-Si:H 薄膜,并成功地掺入磷和硼,制成n 型或p 型的无定形半导体材料.用SP 法制备的a-Si:H 薄膜,由于禁带缺陷态密度较大,早期被认为不适于作器件材料.近年来,通过改变沉积参数,使射频溅射无定形硅的性质有所改善.但是从光电导和光致发光强度说明,目前的工艺尚未能把缺陷态密度减到最小.这种a-Si:H 薄膜性质还不     

a—Si∶H(He)和a—Si∶H合金的光电性质

本文研究了用氦和氢稀释硅烷GD淀积a-Si:H膜的光电性质。测量了两种薄膜的光电导、光吸收系数、红外吸收谱和光致发光谱。实验表明用氦稀释的a-Si:H膜具有更高的光电导、更大的长波可见光吸收系数和较低的缺陷态密度,a-Si:H(He)膜是一种可供选择的廉价太阳电池的基本材料。     

掺钇非晶硅膜的红外吸收谱

研究了不同衬底温度,不同掺钇浓度的a-Si:H(Y)膜的红外吸收谱,并与未掺杂的a-Si:H 膜比较。利用吸收峰的积分估算了样品中Si-H 键的数目。     

射频溅射a-Si:H薄膜的光诱导Si-H键

本文报告射频溅射非掺杂a-Si:H溥膜的一个新效应——光诱导Si—H键变化。在长时间强光照后,样品的红外振动光谱中Si—H 键三个振动模(600cm~(-1),800cm~(-1),2000cm~(-1))的积分强度同时按相同的比例显著增强,变化达34%.光诱导Si—H 键变化可以通过热退火得到恢复.样品的光诱导电导率和自旋信号的变化也进行了测量,发现Si—H 键积分强度随光照时间的变化规律与光诱导电导率的变化规律相似.本文提出一个简单的模型对此现象作出定性的解释.     

非晶硅太阳电池因最大功率点分散引起的附加衰降

实验发现，小面积非晶硅电池经光照后，不仅转换效率下降，最大功率点也要发生移动。由非晶硅薄膜的不均匀性，各小面积电池的最大功率点的移动也不相同，引起最大功率点更加分散，因而给大面积电池带来额外的衰降。经过理论分析，计算了最大功率点分散造成的功率扣，提而估算了这种额外降的大上。结果表明，对一个单元的大面积电池，附加降并不太大；而对串联集成后的电池，附加衰降比较严重。对这个结果和所用的方法进行了讨论。     

非晶硅a-Si:H膜中氢含量的深度分布研究

用弹性反冲法对氢化非晶硅(a-Si:H)作了氢剖析.测量了(本征)I-a-Si:H单层膜及PIN-a-Si:H多层膜.结果表明,在～1000A—～1500(?)表面层中,氢含量从外到内急剧下降,而在内部维持一稳定值,并且随着衬底温度增加,膜中氢含量线性减少.氢含量的总误差小于10％,探测深度为～5000.     

束参数对离子束溅射法所淀积非晶硅电特性的影响

本文论述了用离子束溅射淀积非晶硅(a-Si)和氢化非晶硅(a-Si:H)的方法,提供了加速电压和衬底位置改变对薄膜暗电阻率的影响结果,通过有关淀积工艺条件的研究,得出了一些有用的结论。     

射频反应溅射非晶硅基薄膜的红外谱

本文研究了用射频反溅射法制备的非晶硅基系列薄膜（ａ－Ｓｉ：Ｈ，ａ－ＳｉＣｘ：Ｈ，ａ－ＳｉＮｘ：Ｈ和ａ－ＳｉＣｘＮｙ：Ｈ）的红外吸收谱，对其中的主要吸收区进行了分析和讨论。     

纳米晶硅的光电特性

利用ＰＥＣＶＤ方法及后处理工艺制备了具有室温可见光区光致发光效应的纳米晶硅（ｎ－Ｓｉ／ＳｉＯ２）薄膜材料，对其光吸收，光能隙以及电导率等特性参数进行了测试研究。发现该薄膜的可见光区吸收比ＰＥＣＶＥ方法制备的微晶硅，非晶硅等薄膜的光吸收明显减弱，且光能隙增大。而电导率则大大提高，达到１０－１－１０－３ｃｍ－１Ω－１的量级。该材料光学性能的变化可用量子尺寸效应进行定性解释，但其电导率的大幅度增加还有待进一步的研究。     

a－Si：Hp－i－n型太阳能电池中的载流子俘获效应──a－Si：H太阳能电池稳定性研究

本文基于我们的实验结果，应用Ｓｃｈａｒｆｅｔｔｅｒ－Ｇｕｍｍｅｌ解法数值求解Ｐｏｉｓｓｏｎ方程，对经高强度光辐照过的ａ－Ｓｉ：ＨＰ－ｉ－ｎ型太阳能电池进行计算机数值分析。结果表明，随着光辐照发生的载流子俘获所造成的ａ－Ｓｉ：Ｈ中空间电荷净增加或减少都会使电池内部电场分布产生变化和准中性区（低场“死层”）的出现。这是ａ－Ｓｉ：Ｈｐ－ｉ－ｎ型太阳能电池光致性能衰退的重要原因。于是，一条提高ａ－Ｓｉ：Ｈ太阳能电池稳定性的新途径有可能被提出。     

a—Si：H/a—SiN_x：H超晶格薄膜的光声谱

我们应用光声技术,研究 a-Si:H/a-SiN_x:H 超晶格薄膜中载流子的非辐射复合和量子尺寸效应,发现载流子的非辐射复合与超晶格薄膜中的缺阱有关;超晶格薄膜的光学能隙随着势阱宽度减小而增大.