多晶硅薄膜制备技术的研究进展

多晶硅薄膜是当前在能源科学和信息技术领域中广泛使用的功能材料,它兼具单晶硅和氢化非晶硅(a-Si:H)的优点.本文评论了近几年多晶硅薄膜制备技术的研究进展,着重讨论了每种方法薄膜的淀积机理,并预测了多晶硅薄膜制备技术的未来发展趋势.     

衬底上立方氮化硼薄膜的大面积生长

采用热丝辅助射频等离子体化学气相沉积（ＣＶＤ）方法在较大面积（≥５ｃｍ２）镍衬底上生长立方氮化硼（ｃ－ＢＮ）薄膜．所用气体为硼烷、氨气和氢气的混合气体．实验发现,灯丝温度及其分布是影响ｃ－ＢＮ薄膜生长的主要因素．Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）分析表明,样品中立方相的成分随温度的升高而增加,当温度达到２０００℃时,样品中主要为立方相成分,无六方相（ｈ－ＢＮ）或其它杂相形成．用扫描电镜（ＳＥＭ）对样品表面不同位置形貌观察发现,立方相晶粒大小均匀且分布致密．Ｘ光电子能谱（ＸＰＳ）测得样品中Ｂ原子与Ｎ原子的组分比大约为１１．当温度达到２０００℃以上时,样品中立方相成分减小,说明在合适的温度下,可制备具有理想化学配比的大面积ｃ－ＢＮ薄膜．     

金刚石厚膜的制备方法及应用展望

热丝化学气相沉积是制备金刚石厚膜的传统方法,但是所得到的金刚石厚膜成品率低,限制了其作为刀具和散热片的应用。本文针对此方法进行设备改造,采用复合技术-射频等离子体辅助热丝化学气相沉积(RF-HFCVD)提高金刚石厚膜的沉积速率和质量。同时,对金刚石厚膜的应用及展望进行了简要综述。     

双组分纳米流体导热系数研究

采用共混法在氨水中制备了稳定的碳纳米管颗粒悬浮液(双组分纳米流体),并利用瞬态热丝法测量了不同条件下的双组分纳米流体的导热系数,系统研究了颗粒质量分数、氨水质量分数、温度等因素对双组分纳米流体导热系数的影响.实验结果表明,碳纳米管的加入极大地提高了基础液体-氨水的导热系数.在此基础上,结合已有文献中关于纳米流体导热系数的计算模型对双组分纳米流体的导热系数进行了模拟计算,并对模拟数据和实验数据进行了对比.结果发现,通过对模型参数的调整,微对流模型可以准确计算双组分纳米流体的导热系数.     

结晶器保护渣结晶温度的影响因素

利用热丝法熔化温度测定仪研究了保护渣结晶温度的影响因素,得到各种成分对保护渣结晶温度的影响规律及影响程度·研究表明,随着碱度及渣中NaF和CaF2含量的增大,保护渣结晶温度逐渐升高;随着渣中Al2O3,MgO,Na2O,K2O,BaO,MnO,B2O3含量的增大,保护渣结晶温度逐渐降低;随着渣中Li2O含量的增大,保护渣结晶温度先降低,2%时结晶温度最低,而后逐渐升高·     

金刚石纳米粉引晶方法制备金刚石薄膜方法

利用金刚石纳米粉引晶法和常规研磨方法分别在单晶硅衬底上制备金刚石薄膜,并采用扫描电镜、激光拉曼方法对所制备样品进行表征,通过SEM和拉曼谱分析,与研磨法生长金刚石薄膜相比,利用金刚石纳米粉引晶方法可以大大提高金刚石薄膜的成核速度,生长速率达到2μm/h以上。对相同碳源浓度下生长的金刚石薄膜样品的SEM和拉曼谱分析,采用引晶法生长的金刚石薄膜质量明显高于研磨法。     

采用热丝化学气相沉积法制备SiCN薄膜的研究

采用热丝化学气相沉积(HFCVD)系统,在单晶Si衬底上制备SiCN薄膜。所采用的源气体为高纯的SiH4,CH4和N2。用原子力显微镜(AFM)、X线衍射谱(XRD)和X线光电子能谱(XPS)对样品进行表征与分析。研究结果表明:SiCN薄膜表面由许多粒径不均匀、聚集紧密的SiCN颗粒组成;薄膜虽然已经晶化,但晶化并不充分,存在着微晶和非晶成分,通过Jade软件拟合计算出薄膜的结晶度为48.72%;SiCN薄膜不是SiC和Si3N4的简单混合,薄膜中Si,C和N这3种元素之间存在多种结合态,主要的化学结合状态为Si—N,Si—N—C,C—N,N=C和N—Si—C键,但是,没有观察到Si—C键,说明所制备的薄膜形成了复杂的网络结构。     

银浆流变性能对硅太阳电池电性能的影响

通过改变有机相中乙基纤维素的质量分数,制备了具有不同流变性能的银浆,并应用于硅太阳电池。对银浆流变性能、电池正面电极形貌和电池电性能等的分析测试结果表明,银浆的流变性能影响所印制电池的电极形貌及其电性能。当有机相中乙基纤维素质量分数为6%时,银浆具有较高低剪切速率下的黏度和较低高剪切速率下的黏度,能使所印的电极栅线边缘整齐,具有较高的高度和较小的线宽,所印制电池电性能优越,具有较好的填充因子(FF)和转换效率(η)。     

光引发剂对光敏银浆紫外光固化性能的影响

研究了用于光敏银浆的4种光引发剂:1-羟基-环已基-苯基甲酮、1-对甲硫基苯基-2-甲基-2-吗啉基-1-丙酮、1-对吗啉苯基-2-二甲氨基-2-苄基-1-丁酮和2-异丙基硫杂蒽酮.在相同的光敏银浆体系中,添加不同引发剂,进行紫外照射固化、显影、烧结,得到电极图形.通过扫描电镜和铅笔硬度法比较了单引发体系和复合引发体系对固化性能的影响,其中单引发体系引发剂用量为1%～7%,复合引发体系中2种单引发剂质量比为1∶7～2∶1,用量为1%～8%.实验结果表明,复合引发体系引发效率高于单引发体系,尤以1-对甲硫基苯基-2-甲基-2-吗啉基-1-丙酮与2-异丙基硫杂蒽酮复合质量比为4∶1～3∶1时光引发效果最好; 当体系中复合引发剂含量为5%时,固化效果最好,固化时间选择以30 s为佳.     

在铁基底上以Au/Cu为过渡层沉积金刚石膜

采用热丝法化学气相沉积以碳纳米管为形核剂在Ａｕ／Ｃｕ 镀膜为过渡层的铁基底上沉积金刚石膜,研究了以Ａｕ／Ｃｕ 作为过渡层的铁基底上沉积金刚石膜质量的影响因素。试验结果表明, Ａｕ／Ｃｕ 过渡层可以在铁基底上沉积出质量很好的金刚石膜,涂料、基底预处理以及沉积工艺对金刚石膜质量的改善具有明显的作用。