[發明專利]具有折射率漸變特征的硅碳窗口層薄膜和制備方法及應用

有效

• 申請號: 201410488516.5
• 申請日: 2014-09-23
• 公開（公告）號: CN104362183B
• 公開（公告）日: 2017-02-01
• 發明（設計）人: 倪牮;馬峻;張建軍;侯國付;陳新亮;張曉丹;趙穎
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: H01L31/0216
• 分類號: H01L31/0216;H01L31/20;H01L31/0445;H01L31/075;C23C16/22;C23C16/513
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司12002
• 代理人: 侯力

1.一種具有折射率漸變特征的硅碳窗口層薄膜，其特點在于：該薄膜中碳含量為30-80%，折射率在薄膜縱向漸進式變化，在400?nm波長處變化范圍為2.8-2.2，直至形成總厚度為20-50?nm的p型硅碳窗口層材料，其折射率介于前電極和本征層折射率之間。

2.一種權利要求1所述具有折射率漸變特征的硅碳窗口層薄膜的制備方法，其特征在于：將在襯底上依次疊加有金屬背電極、透明導電背電極、n型硅基薄膜和本征硅基薄膜的待處理樣品放入高真空沉積設備中，待處理樣品表面溫度為100-150℃，真空度不低于10^-5?Pa，通入反應氣體，反應氣源為硅烷、硼烷、氫氣和甲烷的混合氣體，其中氫氣占氣體體積流量的百分比為98-99%，硅烷占氣體體積流量的百分比為0.5-1%，硼烷占氣體體積流量的百分比0.1-0.2%，甲烷占氣體體積流量的百分比0.5-1%，輝光功率密度為10-50?mW/cm²，首先在10-20?mW/cm²功率密度下開始沉積薄膜，隨著沉積薄膜厚度的增加，輝光功率密度按照公式：P(t)=P₀+A·t逐漸上升至30-50?mW/cm²，其中P為輝光功率密度，P₀為初始功率密度，A為線性變化速率，t為輝光時間，直至形成總厚度為20-50?nm的具有折射率漸變特征硅碳窗口層材料。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于：所述沉積設備為13.56MHz-100MHz的等離子體增強化學氣相沉積PECVD系統、微波等離子體化學氣相沉積系統或電子回旋共振化學氣相沉積系統。

4.一種權利要求1所述具有折射率漸變特征的硅碳窗口層薄膜的應用，其特征在于：用于硅基薄膜太陽電池，當采用玻璃或透明塑料為襯底時，該硅基薄膜太陽電池由玻璃或透明塑料襯底、前電極、權利要求1所述p型具有折射率漸變特征的硅碳窗口層薄膜、本征吸收層、n型摻雜層和背電極依次疊加構成；當采用不銹鋼或不透明塑料為襯底時，該硅基薄膜太陽電池由背電極、n型摻雜層、本征吸收層、權利要求1所述p型具有折射率漸變特征的硅碳窗口層薄膜和前電極依次疊加構成。

5.根據權利要求4所述的應用，其特征在于：所述本征吸收層材料為非晶硅、非晶硅鍺、非晶硅氧、非晶硅碳、微晶硅或微晶硅鍺；所述n型摻雜層材料為n型非晶硅、n型微晶硅、n型非晶硅氧或n型微晶硅氧。