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        關閉

        典型實驗

        電池有緣層的沉積

        【實驗目的】

        (1)掌握PECVD系統的基本工作原理和使用方法。

        (2)了解硅基薄膜太陽電池的基本結構。

        (3)了解影響硅基薄膜太陽電池性能的一些因素。

        【實驗工具】

        合作研發的“硅基薄膜太陽電池制備虛擬仿真實驗系統”。

        【主要實驗步驟】

        PECVD系統仿真設備如圖1所示。

        (1)裝片

        實驗步驟為,打開p腔室“充氣閥”,腔體充至大氣壓,然后關閉“充氣閥”,將襯底片掛至托盤上,將托盤放在樣品架(陰極)上,關閉腔體,擰緊上下兩螺栓。虛擬仿真實驗裝片主要步驟如圖2所示。

        (3)抽真空

        打開三個腔室的機械泵,打開預抽閥。當電阻單元壓強≤2Pa時,關閉預抽閥。打開前級閥,打開分子泵,打開插板閥。打開對應氣路閥門及相應流量計,進行氣路抽空。

        待壓強降至約1×10-4Pa時,打開氣瓶減壓器,抽氣瓶減壓器。至壓強再次降至約1×10-4Pa時,關閉實驗氣路閥門以及流量計。如圖3所示。

        (3)沉積p層

        打開H2瓶和流量計,調至所需流量。緩慢打開SiH4瓶閥門,打開SiH4流量計,調至所需流量。緩慢打開B2H6瓶閥門,打開B2H6流量計,調至所需流量,仿真操作過程如圖4(a)及圖4(b)所示。

        緩慢調節p室插板閥,至所需壓強。打開p室的功率輸入,使氣體起輝,開始計時,在玻璃襯底上沉積p層(約20納米)。沉積時間到后,將輸入功率降為零。薄膜沉積過程及原理仿真結果如圖4(c)及圖4(d)所示。

        電池有源層的沉積實驗測試曲線結果見圖5所示。i層和n層的沉積過程與p層類似。

        (4)沉積i層

        將p室的真空度抽至約1×10-4Pa后,打開p室和i室的擋板閥,用小車將襯底托盤運至i室中,關閉擋板閥。將H2和SiH4通入i室中,在p層上沉積i層(約500納米)。

        (5)沉積n層

        將i室的真空度抽至約1×10-4Pa后,打開n室和i室的擋板閥,用小車將襯底托盤運至n室中,關閉擋板閥。打開PH3瓶和流量計,并調至所需流量。將H2、SiH4和PH3通入n室中,在i層上沉積n層(約20納米)。

        (6)關閉

        關閉順序為H2、SiH4和PH3的氣瓶和氣路,將n室中殘余氣體抽凈,將n室充氣到大氣壓,取出沉積了p、i、n層的玻璃襯底。

         

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