非晶硅薄膜 多晶硅薄膜具有較高的電遷移率和穩(wěn)定的光電性能,是制備微電子器件、薄膜晶體管、大面積平板液晶顯示的質(zhì)量材料。多晶硅薄膜被公認(rèn)為是制備低耗、理想的薄膜太陽能電池的材料。因此,如何制備多晶硅薄膜是一個非常有意義的研究課題。固相法是制備多晶硅薄膜的一種常用方法,它是在高溫退火的條件下,使非晶硅薄膜通過固相相變而成為多晶硅薄膜。本文采用固相法,利用X- ray 衍射及拉曼光譜,對用不同方法制備的非晶硅薄膜的晶化過程進(jìn)行了系統(tǒng)地研究。 在硅薄膜太陽能電池材料中,非晶硅薄膜太陽能電池制造工藝相對簡單,但是存在光電轉(zhuǎn)換效率低,壽命短,穩(wěn)定性不好,并且存在光致衰退效應(yīng)(S-W 效應(yīng))等缺點。單晶硅薄膜太陽能電池因為制作工藝和制作成本等原因始終得不到推廣,而多晶硅薄膜材料在長波段具有光敏性,能有效的吸收可見光并且具有光照穩(wěn)定性。磁控濺射不起輝的常見原因有哪些,怎么應(yīng)對?南京鈷酸鋰靶作用
利用原子力顯微鏡(AFM)和掃描電子顯微鏡(SEM),對所制備的非晶硅薄膜進(jìn)行了定性和定量的表征,研究了濺射功率、襯底溫度、濺射時間、氬氣氣壓等因素對非晶硅薄膜表面形貌和厚度的影響。實驗結(jié)果表明:非晶硅薄膜的表面粗糙度會隨濺射功率、濺射時間和濺射氣壓的增加而增大,而隨著襯底加熱溫度的增加而減小。 對制備的非晶硅薄膜在不同溫度和時間進(jìn)行了退火處理。再利用X- 射線衍射儀(XRD)和拉曼光譜儀,對不同退火溫度的樣品進(jìn)行晶化程度的表征。實驗結(jié)果表明:不同條件制備的非晶硅薄膜在750℃退火1 h 后就已發(fā)生不同程度的晶化,并且直流磁控濺射制備的非晶硅薄膜比射頻磁控濺射制備的非晶硅薄膜更容易發(fā)生晶化;退火溫度越高,非晶硅薄膜晶化速率越快。 此外,通過拉曼激光誘導(dǎo)晶化,結(jié)果表明:拉曼激光誘導(dǎo)非晶硅晶化為局域晶化,具有晶化速度快的特點;晶化過程中,需要控制激光強度,過強的激光會把非晶硅薄膜燒蝕掉。南京硫化鎢靶廠家背靶到靶材的導(dǎo)熱性能就會受到很大的影響,導(dǎo)致在濺射過程中熱量無法散發(fā)終會造成靶材開裂或脫靶。
磁控濺射鍍膜生產(chǎn)ZnO∶Al(AZO)薄膜的工藝探討目前主要的薄膜太陽能電池有:碲化鎘(CdTe)系薄膜太陽能電池、硒銦銅(CIS)系薄膜太陽能電池、非晶硅系薄膜太陽能電池、晶硅系薄膜太陽能電池。研究人員研制出了價格低廉、原材料豐富且性能穩(wěn)定的絨面ZnO∶Al陷光結(jié)構(gòu)來作為薄膜太陽能電池的前電極。具有彈坑狀絨面結(jié)構(gòu)的AZO透明導(dǎo)電薄膜可以增強太陽光的散射作用,改善陷光效果,增加電池對太陽能的吸收量,提高薄膜太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。磁控濺射鍍膜工藝在玻璃襯底上制作AZO透明導(dǎo)電薄膜具有成膜速度快、膜層均勻、成膜面積大等優(yōu)點,是較為合適的生產(chǎn)AZO薄膜的工藝方法。目前由磁控濺射工藝生產(chǎn)透明導(dǎo)電薄膜AZO時所用靶材有兩種類型:①陶瓷AZO靶材;②合金鋅鋁靶材。應(yīng)根據(jù)實際情況,選擇適合本企業(yè)的靶材產(chǎn)品。作為一種新的TCO材料,AZO相對于ITO和FTO有很大優(yōu)勢,要大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化還必須在如何降低設(shè)備及工藝成本上進(jìn)一步研發(fā)。從根本上說,AZO薄膜的結(jié)構(gòu)性能的好壞決定了其光電性能的優(yōu)劣,必須在工藝參數(shù)上多做研究,實現(xiàn)高質(zhì)量和低成本的雙贏。
一.靶材磁控濺射的原理是什么?磁控濺射原理:在被濺射的靶極(陰極)與陽極之間加一個正交磁場和電場,濺射靶材在高真空室中充入所需要的惰性氣體(通常為Ar氣),永久磁鐵在靶材料表面形成250~350高斯的磁場,同高壓電場組成正交電磁場。在電場的作用下,Ar氣電離成正離子和電子,靶上加有一定的負(fù)高壓,從靶極發(fā)出的電子受磁場的作用與工作氣體的電離幾率增大,在陰極附近形成高密度的等離子體,Ar離子在洛侖茲力的作用下加速飛向靶面,以很高的速度轟擊靶面,使靶上被濺射出來的原子遵循動量轉(zhuǎn)換原理以較高的動能脫離靶面飛向基片淀積成膜。磁控濺射一般分為二種:直流濺射和射頻濺射,其中直流濺射設(shè)備原理簡單,在濺射金屬時,其速率也快。所以結(jié)論就活性金屬靶材要求表面拋光,不活潑金屬靶材不一定非要求表面拋光。其他非金屬的靶材不需要拋光。
晶粒尺寸及晶粒尺寸分布通常靶材為多晶結(jié)構(gòu),晶粒大小可由微米到毫米量級。對于同一種靶材,晶粒細(xì)小的靶的濺射速率比晶粒粗大的靶的濺射速率快;而晶粒尺寸相差較小(分布均勻)的靶濺射沉積的薄膜的厚度分布更均勻。4..密度為了減少靶材固體中的氣孔,提高濺射薄膜的性能,通常要求靶材具有較高的密度。靶材的密度不僅影響濺射速率,還影響著薄膜的電學(xué)和光學(xué)性能。靶材密度越高,薄膜的性能越好。此外,提高靶材的密度和強度使靶材能更好地承受濺射過程中的熱應(yīng)力。密度也是靶材的關(guān)鍵性能指標(biāo)之一。再用手轉(zhuǎn)緊對角線上的另外一顆鏍栓,如此重復(fù)直到安裝上所有鏍栓后,再用工具收緊。南京硫化鎢靶廠家
降低了等離子體阻抗,導(dǎo)致濺射電壓降低。從而降低了濺射速率。南京鈷酸鋰靶作用
PECVD制備氫化非晶硅薄膜本實驗采用單晶硅片為襯底,按石英玻璃基片的清洗步驟清洗后烘干,然后置于PECVD系統(tǒng)中。樣品制備條件為襯底溫度250℃,工作氣壓120Pa,射頻功率100W,氣體流量SiH4/H2=15/5sccm,沉積時間30min,制備得到a-Si:H薄膜樣品。(1)非晶硅薄膜的表面粗糙度會隨著濺射功率的增大而增大,膜的均勻性將會變差;(2)非晶硅薄膜的表面粗糙度隨著襯底加熱溫度的增大而減小,非晶硅薄膜均勻性變好;(3)在0.5Pa至2.0Pa范圍內(nèi),隨著氬氣氣壓的增加非晶硅薄膜的表面粗糙度稍微變大;(4)隨著濺射時間的增加,膜的厚度成非線性增加,沉積速率開始較快,之后逐漸減慢,膜的表面粗糙度逐漸變大;(5)隨著濺射氣壓的增大,沉積速率有所降低。南京鈷酸鋰靶作用
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