多孔硅光伏效应的研究

【摘要】： 1990年以后,多孔硅的光致发光及电致发光的发现,为实现全硅基光电器件带来了曙光。经过十几年的研究,多孔硅的制备和性能研究都有了很大进展,但仍然有许多重要问题没有解决。 本文在综述目前多孔硅的主要研究成果的基础上,研究了多孔硅的结构与多孔硅光伏性能的关系,并对多孔硅基光伏材料进行了研究。通过实验证明,在p型单晶硅表面制备多孔硅薄膜,对单晶硅的光电压信号有很大提高,可以增强硅片的光伏效应。 通过在有p-n结的单晶硅表面用磁控溅射镀膜机镀上一层TiO2纳米结构薄膜,利用表面光电压谱(SPS)研究了n-PS/p-PS/Si和TiO2/n-Si/p-Si的表面光伏特性,可以得出结论:TiO2/n-Si/p-Si和n-PS/p-PS/Si的光伏效应比n-Si/p-Si在不同程度上有所提高,在300~600℃热处理温度范围内TiO2/n-Si/p-Si的光伏效应随温度的升高而增强,600~800℃范围内随温度的升高而降低。 通过离子注入技术对单晶硅和多孔硅进行氩离子和氮离子注入处理,然后再900℃的温度下退火,在不同的注入条件下研究其注入前后光伏效应的变化情况,并用扫描电镜研究其微观结构。通过比对诸如前后的样品,可以得出结论:注入氮离子的单晶硅的光电压信号比没有注入氮离子的单晶硅增强了近三倍,而注入氩离子的单晶硅的光电压信号比没有注入氩离子的单晶硅增强了七倍左右。而注入氮离子的多孔硅和注入氩离子的多孔硅的光伏效应比没有注入氮离子和氩离子的多孔硅的光伏效应有很大提高。 【关键词】：多孔硅 光伏效应 二氧化钛薄膜 离子注入
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：O482.31
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACTS5-7
• 第一章 前言7-11
• 1.1 研究背景7-8
• 1.2 研究的必要性8-9
• 1.3 论文的组成内容9-11
• 第二章 多孔硅的制备及光伏特性的研究11-28
• 2.1 多孔硅的形成机理11-15
• 2.2 多孔硅的分类15-16
• 2.3 多孔硅的制备方法16-18
• 2.4 多孔硅的微观结构及制备条件对其的影响18-20
• 2.5 多孔硅的光伏特性20-27
• 2.5.1 表面光电压的产生原理20-23
• 2.5.2 表面光电压谱的测量原理及方法23-24
• 2.5.3 多孔硅光电特性的表面光电压谱表征24-27
• 2.6 本章小结27-28
• 第三章 TIO2/N-SI/P-SI、N-PS /P-PS/ SI 的光伏特性研究28-38
• 3.1 引言28-29
• 3.2 纳米二氧化钛薄膜的磁控溅射制备29-33
• 3.2.1 磁控溅射的发展29-30
• 3.2.2 磁控溅射的原理30-31
• 3.2.3 磁控溅射制备二氧化钛薄膜31-33
• 3.3 TIO2/N-SI/P-SI、N-PS /P-PS/ SI 的光伏特性33-37
• 3.3.1 实验33-34
• 3.3.2 结果与讨论34-37
• 3.4 本章小结37-38
• 第四章 离子注入多孔硅光伏效应的研究38-50
• 4.1 引言38-40
• 4.2 离子注入技术40-44
• 4.2.1 基本概念40
• 4.2.2 离子注入技术的特点40-42
• 4.2.3 离子注入工艺42-44
• 4.3 离子注入硅片制备多孔硅的光伏效应44-48
• 4.3.1 实验44-45
• 4.3.2 实验的结果和讨论45-48
• 4.4 本章小结48-50
• 第五章 总结50-51
• 参考文献51-54
• 攻读硕士期间发表和完成的研究论文54-55
• 致谢55-56

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