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第十章:多晶硅薄膜人们一直试图寻找一种既具有晶体硅的优点，又能克服非晶硅弱点的太阳电池，多晶硅薄膜就是这样一种重要的新型薄膜材料。
多晶硅薄膜既具有晶体硅的电学特性，又具有非晶硅薄膜成本低、设备简单且可以大面积制备等优点，因此，多晶硅薄膜不仅在集成电路和液晶显示领域已经有广泛应用，而且在太阳能光电转换方面，人们也做了大量研究，寄予了极大的希望。
多晶硅（poly-Si）薄膜材料是指在玻璃、陶瓷、廉价硅等低成本衬底上，通过化学气相沉积等技术，制备成一定厚度的多晶硅薄膜。
1，多晶硅薄膜分类-晶粒大小①微晶硅薄膜（μc-Si）：晶粒大小在10-30nm左右；②纳米硅（nc-Si）：晶粒大小在10nm左右。
2，多晶硅薄膜主要的制备途径①通过化学气相沉积等技术，在一定的衬底材料上直接制备；②首先制备非晶硅薄膜，然后通过固相晶化、激光晶化和快速热处理晶化等技术，将非晶硅薄膜晶化成多晶硅薄膜。
无论是哪种途径，制备的多晶硅薄膜应该具有晶粒大、晶界缺陷少等性质。
3，在多晶硅薄膜研究中，目前人们主要关注的问题①如何在廉价的衬底上，能够高速、高质量地生长多晶硅薄膜；②多晶硅薄膜温度尽量要低，以便选用低价优质的衬底材料；③多晶硅薄膜电学性能的高可控性和高重复性。
10.1 多晶硅薄膜的基本性质1、多晶硅薄膜的特点多晶硅（polycrystalline silicon）薄膜是指生长在不同非硅衬底材料上的晶体硅薄膜，它是由众多大小不一且晶向不同的细小硅晶粒组成，晶粒尺寸一般为几百纳米到几十微米。
它与铸造多晶硅材料相似，具有晶体硅的基本性质；同时，它又具备非晶硅薄膜的低成本、制备简单和大面积制备等优点。
2 、多晶硅薄膜的制备技术（1）、液相外延技术制备多晶硅薄膜液相外延式其中一种重要的制备多晶硅薄膜的技术。
液相外延（Liquid Phase Epitaxy，LPE）制备多晶硅薄膜是指将衬底浸入低熔点的硅的金属合金（如Cu、Al、Sn、In等）熔体中，通过降低温度时硅合金在合金熔体中处于过饱和状态，然后作为第二相析出在衬底上，形成多晶硅薄膜。
低压化学气相沉积工艺温度低压化学气相沉积（Low Pressure Chemical Vapor Deposition，LPCVD）是一种常用的薄膜生长工艺，广泛应用于半导体、光电子、微电子等领域。
在LPCVD工艺中，温度是非常重要的参数之一，它直接影响到薄膜的生长速率、结晶度、晶体结构和膜层的质量。
LPCVD工艺温度通常在500℃至1200℃之间，不同材料和应用有不同的温度要求。
本文将从不同材料的LPCVD工艺温度要求、薄膜生长速率和膜层质量的关系以及温度控制方法等方面进行探讨。
一、不同材料的LPCVD工艺温度要求1. 硅（Si）材料：在LPCVD工艺中，硅是最常用的材料之一。
硅薄膜的LPCVD工艺温度通常在600℃至1100℃之间，具体温度要根据所需薄膜的应用和性质来确定。
例如，用于制作多晶硅太阳能电池的LPCVD工艺温度一般在600℃至700℃之间。
2. 氮化硅（Si3N4）材料：氮化硅是一种常用的绝缘材料，在LPCVD工艺中应用广泛。
氮化硅的LPCVD工艺温度通常在700℃至1100℃之间，具体温度要根据所需膜层的性质和应用来确定。
例如，用于制作隔离层的氮化硅膜，温度一般在800℃至900℃之间。
3. 多晶硅（poly-Si）材料：多晶硅是一种重要的材料，在半导体器件中广泛应用。
多晶硅的LPCVD工艺温度通常在600℃至650℃之间。
不同的多晶硅薄膜在生长温度上也有所差异，例如，用于制作薄膜晶体管的多晶硅膜，温度一般在550℃至600℃之间。
二、薄膜生长速率和膜层质量与温度的关系LPCVD工艺温度对薄膜生长速率和膜层质量有着重要影响。
通常情况下，随着温度的升高，薄膜的生长速率会增加。
这是因为高温下，原子或分子的热运动加剧，反应活性增强，导致了更快的反应速率和薄膜生长速率。
然而，温度过高也会导致薄膜的结晶度下降和应力增大，影响膜层的质量。
薄膜的结晶度和晶体结构也与温度密切相关。
适当的温度可以促进薄膜的结晶生长，提高结晶度和晶体结构的完整性。
多晶硅薄膜太阳电池的制备- 1 -- 2 -目 录摘 要 (1)1引言 (1)2多晶硅薄膜太阳电池 (2)2.1电池工作原理 (2)2.2电池结构特点 (3)2.3电池构成 (4)3多晶硅薄膜太阳电池制备方法 (4)3.1半导体液相外延生长法（LPE 法） (5)3.2区熔再结晶法（ZMR 法） (5)3.3等离子喷涂法（PSM ） (6)3.4层叠法 (6)3.5化学气相沉积法（CVD ） (7)3.6固相结晶法（SPC ） (7)4多晶硅薄膜太阳电池的测试 (8)4.1 太阳能电池片组件测试仪硬件结构 (8)4.2功能特点 (8)4.3主要测试指标 (9)- 3 - 5 结束语..........................................................9 6致谢 ...........................................................10 参考文献 (11)多晶硅薄膜太阳电池的制备摘 要：近年来，随着可持续发展，环境保护等观念的深入人心，以及常规化石能源的日渐枯竭，太阳电池研究的主要任务转到了如何成为替代能源的方向上来。
但是，基于硅片的太阳电池成本下降的空间有限，很难与常规能源相竞争。
硅片成本占到太阳电池原料与能耗成本的95％以上，因此，降低太阳电池成本的主要途径之一是制造薄膜电池。
本文着重研究用于太阳电池的多晶硅薄膜的制备技术以及对太阳电池的测试。
太阳能电池的性能,理应在特定的太阳光条件下进行测量。
但是，由于季节的变化、地区的差别和气候条件等各种因素的影响，使测量结果难以精确和稳定。
在实验室内，常用经标准阳光定标的标准片和模拟太阳光谱的光源进行测试。
关键词：太阳电池原料;薄膜电池;模拟太阳光谱;光源进行测试1 引 言鉴于常规能源供给的有限性和环保压力的增加,世界上许多国家掀起了开发和利用新能源的热潮。
在新能源中,特别引人瞩目的是不断地倾注于地球的永久性能源——太阳能。
太阳能电池材料电子教案铸造多晶硅制备工艺教学目标：1.理解太阳能电池的工作原理和应用；2.了解多晶硅的制备工艺；3.掌握多晶硅的铸造方法。
教学准备：1.教材：太阳能电池材料相关教材；2.多媒体设备：投影仪、电脑；3.实验设备：实验室用的电炉、石英坩埚、高温计量秤等；4.实验化学品：硅粉、碳粉、氧化铝粉、卤化铝等。
教学过程：一、导入（5分钟）通过展示太阳能电池的实物或者图片，向学生介绍太阳能电池的基本原理和应用。
二、太阳能电池材料介绍（10分钟）1.介绍太阳能电池的基本原理：太阳能电池是一种将太阳光转变为电能的装置，其工作原理是通过太阳能光子的能量使半导体中的电子跃迁，从而产生电流。
2.介绍太阳能电池材料：目前使用最广泛的太阳能电池材料是多晶硅。
多晶硅具有优异的光电转换效率和稳定性，是太阳能电池的理想材料。
三、多晶硅制备工艺介绍（15分钟）1.介绍多晶硅制备的主要方法：目前多晶硅的主要制备方法是铸造法。
铸造法是将硅粉与其他添加剂混合，在高温下熔炼并冷却，使其凝固成块，再进行压碎和烧结等工艺，最终得到多晶硅块料。
2.介绍多晶硅铸造的工艺过程：铸造法包括熔炼、凝固和固化等过程。
学生可以通过实验室模拟实验的方式，了解多晶硅的铸造工艺。
四、多晶硅铸造实验演示（30分钟）1.展示实验所需实验设备和化学品，并说明注意事项和操作步骤。
2.进行实验演示，包括熔炼、凝固和固化等过程。
3.解释实验过程中发生的化学反应和物理变化，并与制备多晶硅的工艺过程进行对比。
4.学生可以通过观察实验现象和参与实验操作，加深对多晶硅铸造工艺的理解。
五、讨论和总结（10分钟）1.学生就实验中观察到的现象和实验过程进行讨论，加深对多晶硅铸造工艺的理解。
2.进行小结，总结太阳能电池材料太阳能电池材料多晶硅铸造工艺的基本知识和实验过程。
六、作业布置（5分钟）布置相关的学习任务，如阅读太阳能电池材料相关教材，并完成相关的练习题。
以上内容可以根据实际教学需要进行调整和补充。
多晶硅薄膜的制备及其应用多晶硅薄膜是一种非常有用的材料，它可以用于太阳能电池、平面显示、半导体器件等很多方面。
本文的主要目的是介绍多晶硅薄膜的制备方法及其应用。
一、多晶硅薄膜的制备方法多晶硅薄膜的制备方法主要有两种：PECVD法和热解法。
PECVD法是一种化学气相沉积方法，它可以通过将硅源气体和掺杂气体引入反应室中，使其在被加热的硅衬底上反应生成多晶硅薄膜。
这种方法具有制备工艺简单、掺杂均匀等优点，但是薄膜的晶粒尺寸比较小，不能用于制备大尺寸的多晶硅薄膜。
热解法是一种热化学气相沉积法，它可以通过将硅源气体和掺杂气体引入高温反应室中，在高温下反应生成多晶硅薄膜。
这种方法具有制备大尺寸多晶硅薄膜的优点，但是硅源气体的流动性较差，容易导致薄膜表面的不均匀性。
二、多晶硅薄膜的应用多晶硅薄膜的应用非常广泛，下面将逐一介绍。
1、太阳能电池太阳能电池是利用太阳能将光能转化为电能的设备。
多晶硅薄膜可以作为太阳能电池的基底材料，也可以作为太阳能电池的掺杂层。
太阳能电池的效率主要取决于多晶硅薄膜的品质，因此，制备高质量的多晶硅薄膜对于太阳能电池的发展非常重要。
2、平面显示平面显示是指各种电子显示设备，如液晶电视、电脑显示器等。
多晶硅薄膜可以作为平面显示器的 TFT 电极材料，可以提高平面显示器的分辨率和亮度，同时可以降低 TFT 厚度和电极的电阻，提高平面显示器的性能。
3、半导体器件多晶硅薄膜可以作为半导体器件中的基底材料，并用于制备 MOS 器件、PN 结、金属硅接触等器件。
多晶硅薄膜的高晶界密度和低表面缺陷密度使其具有优异的电性能和微观结构，提高了半导体器件的性能。
4、其他应用多晶硅薄膜还可以用于 MEMS（微机电系统）、传感器、生物芯片、纳米器件等领域。
多晶硅薄膜作为微电子器件的材料具有广阔的应用前景。
三、多晶硅薄膜的未来发展方向随着新型移动终端、全息投影等技术的发展，对多晶硅薄膜的要求越来越高。
在未来的发展中，多晶硅薄膜需要进一步提高光电转换效率，降低生产成本，并探索多晶硅薄膜在其他领域的应用。
