一、非晶硅微结构的CTEM和HREM研究（论文文献综述）
刘英才[1]（2003）在《纳米硅材料的制备工艺研究及微观结构表征》文中研究说明硅在向纳米结构转变过程中,随着颗粒尺寸的减小而导致的表面和界面的增加、晶格畸变、缺陷数量和种类的变化等,使其低维效应、表面效应、量子限域效应和量子输运特征逐渐显现。系统的研究微结构特点与颗粒尺寸之间的内在规律及其对纳米材料的性能的影响机制,对于实现单分子和单个纳米组元的操纵、组装,实现功能可控具有重大的理论和实践意义。 本研究自行设计制作了激光诱导化学气相沉积（LICVD）纳米硅粉制备设备,并对关键部件的设计思路进行了阐述。利用该设备制备了直径30～50nm的晶态纳米硅颗粒。 研究了不同反应气体成分及流量下的激光能量阈值,并对能量阈值不同的原因进行了分析。研究表明:随反应气体中SiH4含量的增加,发生气体分解所需的激光能量阈值逐渐减小。在反应气体中SiH4含量不变的情况下,随着反应气体流量的逐渐增加,可以引发硅烷分解的激光能量阈值一开始成线性增加,当流量大于100ml/min以后,由于同轴Ar不能有效的“压住”反应焰,导致反应气体的径向扩张,增加了对激光能量的有效吸收面积,因此激光能量阈值的增加减缓。 对不同反应气体流量下的纳米硅微结构进行了研究。发现随着反应气体流量的增大,所制备的纳米硅颗粒由晶态逐步变为非晶。对激光功率密度的影响研究发现,随激光功率密度的增大,纳米颗粒中的非晶成分逐渐减少,晶内缺陷数量也明显减少。 在一定的反应气体流量条件下,同轴保护气体有一个最佳的流量值,在反应气体喷嘴处,同轴Ar流速和反应气体流速相当时,所制备出的纳米硅微结构最为均匀。 在本设备参数条件下,根据实验得出,制备尺寸均匀的晶态纳米硅的最佳工艺参数为:反应室气压80Kpa,激光功率密度大于700W/cm2,反应气体流量40ml/min,SiH4含量20%,同轴Ar流量为480ml/min。在该工艺条件下可以制备出粒径30～60nm、颗粒内部晶粒均匀的晶态纳米硅。
王建农,刘昌灵,褚一鸣,林兰英,杨大宇[2]（1984）在《非晶硅微结构的CTEM和HREM研究》文中指出 十多年来非晶硅（a -Si）薄膜的微结构一直是一个很多人感兴趣的课题,但至今仍未获得明确的结论。利用TEM技术研究a-Si的微结构的工作,大致可分成两个范畴:（1）中等分辨率（≥100A）,Knights等人在辉光放电（GD）a-Si:H薄膜中观察到的“岛”状结构;（2）原子尺度的分辨率,英剑桥大学的Saxton等人用HREM技术研究a-Si极薄膜,经多年努力仍未获得任何关于近程序的结论。本文试图综合运用CTEM和HREM技术研究a-Si膜中岛状结构的微观性质。实验用JEOL公司的JEM200CX电镜。备有顶插式THG2高分辨测角台,物镜Cs=1.2mm。加速电压200KV,
王建农,刘昌灵,褚一鸣,林兰英,杨大宇[3]（1983）在《非晶硅微结构的CTEM和HREM研究》文中研究表明 十多年来非晶硅（a -Si）薄膜的微结构一直是一个很多人感兴趣的课题,但至今仍未获得明确的结论。利用TEM技术研究a-Si的微结构的工作,大致可分成两个范畴:（1）中等分辨率（≥100A）,Knights等人在辉光放电（GD）a-Si:H薄膜中观察到的“岛”状结构;（2）原子尺度的分辨率,英剑桥大学的Saxton等人用HREM技术研究a-Si极薄膜,经多年努力仍未获得任何关于近程序的结论。本文试图综合运用CTEM和HREM技术研究a-Si膜中岛状结构的微观性质。实验用JEOL公司的JEM200CX电镜。备有顶插式THG2高分辨测角台,物镜Cs=1.2mm。加速电压200KV,
于化丛[4]（2005）在《氢化纳米硅（na-Si：H）薄膜太阳电池研究》文中研究指明人类社会的和平、文明进步和可持续发展是其永恒主题。一次能源面临枯竭和其使用引起的环境污染问题难以满足人类社会可持续发展的需要。因此,开发利用可再生的清洁能源并作为替代能源成为全社会急需解决的大问题。太阳能作为取之不尽、用之不竭且无污染的绿色能源,成为首选目标之一。太阳电池是将太阳光能直接转换成电能的一种器件,目前已商业化的太阳电池是晶体硅（单晶硅和多晶硅）太阳电池和非晶硅薄膜太阳电池等硅系列太阳电池,但晶体硅太阳电池具有原材料消耗大、成本高和能源偿还时间（EPT）长的缺点,而非晶硅薄膜太阳电池虽克服了晶体硅太阳电池的上述缺点,又存在转换效率低和光致衰减（S-W效应）问题,其他诸多化合物太阳电池则受资源限制并存在对环境的友善问题。因此寻找一种转换效率高、低衰减且成本低、资源丰富无污染并适于大面积生产的太阳电池,是光伏科学界的挑战,也是太阳能光伏发电承担从补充能源到替代能源转换的历史任务必须优先解决的问题。氢化纳米硅薄膜（na-Si:H）是由纳米级硅晶粒和晶粒间界的非晶硅（a-Si:H）组成的两相混合体系。纳米尺度效应使其具有优异的光电特性和光敏性,高光吸收系数;高电导率,光电导在光照下的衰减小。特别是量子尺寸效应导致na-Si:H的光学带隙与其平均晶粒尺寸及晶态比具有一定的变化规律。利用na-Si:H的上述特点,根据太阳电池能带工程理论,可按太阳电池各功能层对光电参数的需要,设计并制作纳米硅薄膜太阳电池。本论文用量子隧穿模型理论（HQD）研究了纳米硅薄膜的电学特性;用AMPS1D软件模拟计算了渐变光学带隙的na-Si:H薄膜p-i-n太阳电池的理论效率可达22.13%;采用射频溅射（RFS）法和等离子体增强化学气相沉积（PECVD）方法制备了氢化纳米硅薄膜,并通过原子力显微镜（AFM）、高清晰度电镜（HREM）、X射线衍射（XRD）、拉曼（Raman）光谱、红外光谱（IR）以及吸收透射谱等方法进行表征、测试和研究了na-Si:H的结构、光学、电学特性,并根据纳米尺度效应机理,运用量子尺寸效应引起的带隙展宽效应理论,分析了实验中获得的na-Si:H颗粒尺度和晶态比与其光学带隙的关系规律;采用能带工程原理,首次设计出渐变光学带隙的氢化纳米硅薄膜p-i-n太阳电池并建立该型太阳电池能带模型。首次采用na-Si:H,运用PECVD方法成功制备了渐变光学带隙氢化纳米硅薄膜p-i-n太阳电池,光电转换效率达11.43%（有效面积:75.4mm2）和9.82% （有效面积:121.2mm2）（标准测试条件STC:AM1.5,1000W/m2,25℃）;同时还制备了氢化纳米硅/单晶硅异质结太阳电池,光电转换效率达13.80%和13.50%（外形面积:800mm2,标准测试条件STC:AM1.5,1000W/m2,25℃）,该指标达到了同类太阳电池的国际先进和国内领先水平。从理论和实验两方面证明了纳米硅薄膜太阳电池具有高效率、低成本和可大规模生产的特点,对na-Si:H薄膜太阳电池的规模化工业生产有重要意义。本论文共七章,第一章和第二章为概述,分析了人类社会面临的能源和环境形势,介绍了国内外太阳电池和纳米硅薄膜的科研和产业的发展及水平,论述了氢化纳米硅薄膜的结构、制备方法及光电性质,分析了纳米硅薄膜的导电机制和I-V特性,给出了修正的纳米硅薄膜能带模型,简介了纳米硅薄膜的射频溅射和PECVD制备方法,分析了在室温条件下理论计算与实际测量结果之间存在差别的原因及存在问题,导入纳米硅薄膜太阳电池的优势。第三章主要运用能带工程原理和na-Si:H颗粒尺度和晶态比与其光学带隙的关系规律,论述了na-Si:H可以根据太阳电池的各功能层的需要,调制光学带隙和设计其他光电参数,实现了渐变带隙na-Si:H pin太阳电池的结构和能带设计。并通过采用依据有限元法和Newton-Raphson算法解基于连续性原理的载流子连续性方程和Poisson方程的AMPS1D软件对其进行了模拟,比较了渐变带隙纳米硅薄膜太阳电池与常规纳米硅薄膜太阳电池的模拟结果,优化了i层厚度,表明渐变带隙的na-Si:H薄膜太阳电池具有更高转换效率和光谱响应,获得了渐变带隙的na-Si:H薄膜太阳电池的理论效率,这为渐变带隙薄膜太阳电池的制备提供了理论依据。第四章测试分析了氢化纳米硅薄膜样品的结构特性、光学特性、电学特性等。利用原子力显微镜（AFM）、X射线衍射（XRD）、拉曼（Raman）光谱、红外光谱（IR）、椭圆偏振仪（SE）、扫描电镜（SEM）等测试手段,对用射频溅射法制备的氢化纳米硅薄膜样品进行了表征测试分析研究。结果表明,两种方法制备的纳米硅薄膜内颗粒尺寸都与薄膜生长过程中的氢气分压有密切关系。第五章介绍了PECVD方法制备纳米硅薄膜的原理和纳米硅/单晶硅异质结太阳电池的结构及工作原理,并采用高清晰透射电镜（HRTEM）、X射线衍射（XRD）、拉曼（Raman）光谱、霍尔（Hall）测试等测试手段,对该方法制备的纳米硅薄膜进行了表征。通过工艺设计和优化,采用PECVD技术成功制备了纳米硅/单晶硅异质结太阳电池,该类太阳电池的I-V特性、温度特性和光照衰减特性进一步证明该类太阳电池的优异的性能,是一个具有突破性的成果。第六章介绍了首次设计出渐变光学带隙氢化纳米硅薄膜p-i-n太阳电池并建立该型太阳电池能带模型,论述了该类太阳电池的结构和工作原理,并在实验上首次采用na-Si:H,运用PECVD方法成功制备了渐变光学带隙太阳电池;光谱响应测试证明该类太阳电池比同类型非晶硅叠层太阳电池吸收了更大范围太阳光,而且光照稳定性好,具有可大规模生产和高效率、低衰减的特点,对太阳电池的规模化生产有重要意义。第七章从理论和试验两方面对本论文进行了讨论,凝炼了本论文的创新点,并进一步对工作进行了展望。
李科慧[5]（2010）在《太阳电池材料氢化纳米硅薄膜的均匀性和带隙调控研究》文中研究表明能源是人类生活的基础,而传统的能源面临着枯竭和环境污染两大问题,难以满足人类社会可持续发展的需要。因此,开发和利用可再生的清洁能源成为全社会急需解决的大问题。太阳能作为取之不尽、用之不竭且无污染的绿色能源,成为首选目标之一。太阳电池是将太阳光能直接转换为方便使用的电能的一种器件。相比于第一代晶体硅太阳电池,第二代薄膜太阳电池——尤其是以硅为原料的太阳电池——具有易于大面积生长、生产成本低等优势,因而受到了广泛的关注,并且占据了一定全球光伏产业的市场份额。然而,商业上的非晶硅薄膜仍存在某些难以克服的缺点,如:能量转换效率低、电导率低,且易发生光致衰退现象（即所谓的Staebler-Wronski效应）。纳米硅薄膜在解决这些问题方面表现出色。纳米硅薄膜是一种由纳米量级单晶硅颗粒镶嵌于多晶硅网络中而组成的混相材料,目前已对其光学、电学性质进行了大量的研究。由于纳米晶粒中光学吸收截面增加和载流子传导率高,在nc-Si薄膜中发现了强的光学吸收和高的光电流。目前人们正在不断进行尝试,希望能制备出同时具有高转换效率和高稳定性的单结、多结第三代纳米硅薄膜太阳电池。在工业上应用纳米硅薄膜的难点之一是实现大面积均匀沉积,这一点对于提高太阳电池的性能极为重要。另一个影响纳米硅薄膜太阳电池性能的重要因素是对其光学带隙的调控,必须使其带隙与太阳光谱相匹配,以求更好地利用太阳能量。本文利用空间分辨率为微米量级的显微拉曼（Raman）面扫描技术和室温发光光谱（PL）,研究了掺杂浓度对用等离子体增强化学气相沉积法生长的n型掺磷氢化纳米硅（nc-Si:H）薄膜的均匀性及光学带隙的影响。我们首先通过Raman光谱分析来提取磷掺杂nc-Si:H样品的均匀性以及晶粒尺寸分布、晶态比等结构特性随掺杂浓度变化的信息,并从生长的机制方面对其进行了分析。随着掺杂浓度CP从0%增加到5%,平均晶粒尺寸d先是逐渐降低,接着随着掺杂浓度CP超过5%进一步增加,平均晶粒尺寸d又逐渐上升;而从CP=0%变化到CP=20%,平均晶态比XC从54.9%连续下降到35.4%。同时,我们能很清楚地看到随着掺杂浓度的改变,平均晶粒尺寸和体现了标准差的分布线宽都在改变。本征样品D1的线宽最窄,均匀性最好;而在掺杂样品中,随着掺杂浓度的增加,相对偏差（即薄膜不均匀性）先减小后增大。而d和XC的平均值对CP的依赖关系同应力和Γ3的正好分别相反,说明提高掺杂浓度将会降低nc-Si:H薄膜的结构有序度。为了深入了解更多nc-Si:H薄膜的光学带隙等光学性质,我们还测量了nc-Si:H薄膜的PL光谱,这些PL谱能用晶粒尺寸呈对数正态分布情况下、同时考虑了量子限制效应、局域表面态和晶粒尺寸分布的I-K模型很好地拟合。发光光谱的结果进一步证实了Raman面扫描所得的样品均匀性。PL和拉曼分析的高度一致证实I-K模型是揭示纳米材料晶粒尺寸分布令人满意的手段。此外,拉曼面扫描能有效地提取薄膜均匀性方面的信息,而无论从基本物理还是未来应用的角度来考虑,均匀性在太阳电池的评估中都是不可或缺的。此外,我们还从PL峰位随掺杂浓度改变的角度,讨论了对nc-Si:H薄膜的带隙调控。这种峰移是由d、σPL/d和C这三个参数决定的。因此,合理选择掺杂浓度,能制造出同时具有高度均匀性和合适光学带隙的样品。希望本文的研究能对提高nc-Si:H薄膜太阳电池的性能有所帮助。而如何通过改变气体压力、氢稀释比和衬底温度等相互依赖的生长条件,达到最优化nc-Si:H生长的目的,值得我们进一步深入研究。以上研究得到了科技部国家重大科学研究计划（纳米研究计划）（2010CB933702）、国家自然科学基金重点项目（10734020）和上海市优秀学科带头人计划（08XD14022）的资助。
周东[6]（2011）在《PECVD氮化硅薄膜制备与微结构研究》文中指出氮化硅（Si3N4）具有优良的力学、光学性能,所以氮化硅薄膜广泛用于制作红外探测器微测辐射热计的支撑层、绝缘层和表面钝化层。但是,PECVD制备的氮化硅薄膜的化学结构复杂,所以其化学结构对薄膜的物理性能的影响到目前依然未知。为此,本文利用FTIR与XPS相结合的方法,深入研究了PECVD氮化硅薄膜的化学结构,获得很有价值、且前人未报道的氮化硅薄膜的化学结构信息。本文系统研究了氮化硅薄膜的表面均匀性、沉积速率、光学带隙、薄膜应力、杨氏模量和硬度等。运用Tauc-Lorentz模型研究结果表明,随着硅烷流量的增大,折射率和沉积速率均逐渐增大,而光学带隙逐渐减小;运用纳米压痕仪测量结果发现低频氮化硅薄膜的杨氏模量增大,高频氮化硅薄膜的杨氏模量逐渐减小。最后,本文还通过改变高、低频条件,研究不同条件下薄膜的化学结构,发现薄膜物理性能的影响与其微观结构有密切地联系。本文重点运用XPS和FTIR等表征手段方法分析高频（13.56 MHz）、低频（380 kHz）条件下PECVD薄膜的微观结构,发现a-SiNxHy薄膜内部含有Si3-Si-N, N2-Si-H2, Si3N4, H-Si-N3四种基本结构单元;a-SiNxHy薄膜的内应力是通过曲率半径的方法测量,高频氮化硅薄膜主要表现为张应力,低频氮化硅薄膜表现为相对较大的压应力,同时研究发现改变薄膜的工艺条件,可以优化氮化硅薄膜的残余应力,结合红外光谱分析结果和残余应力的研究结果,发现Si3-Si-N, H-Si-N3结构和Si-Si键对氮化硅薄膜内应力具有明显地调制作用,而且多余悬挂的H原子将会使得氮化硅薄膜形成大量的空洞,Si原子镶嵌在空洞中,使得薄膜的残余应力发生改变。另外,本文发现在低频条件下制备的a-SiNxHy薄膜比高频条件下的a-SiNxHy薄膜具有膜厚均匀性好、沉积速率大、折射率大和光学带隙大等特点,但是相对而言,低频氮化硅薄膜的残余应力较大。由于低频条件下制备的a-SiNxHy薄膜的光学性能和力学性能可以随工艺参数调控,因此在光电子和微电子以及相关领域中将会有巨大的发展前景。
任尚坤,杜远东[7]（2001）在《硅基光电子材料的研究》文中指出综述了硅基发光材料的研究新进展 ,分别以发光多孔硅、多孔碳化硅、纳米硅薄膜和发光硅基超晶格为例 ,分析讨论了其制备、物理特性及发光机理
鲍希茂,闫锋,柳承恩,郑祥钦,王路春,朱健民,李齐[8]（1993）在《发光多孔硅高分辨电镜分析》文中研究指明高分辨率透射电子显微镜分析表明,发光多孔硅是由直径为20A左右的晶粒组成的珊瑚状多孔体。多孔硅仍保持原单晶硅衬底的晶体结构框架。
鲍希茂,宋海智[9]（1997）在《硅基发光材料研究进展》文中研究指明硅基发光材料是光电子集成的基础材料。发光多孔硅是硅基发光材料的一个新进展，已实现了硅基光电子集成，随着多孔硅研究的深化和纳米科学的发展，硅基发光材料正向纳米方向开拓。与此同时，在新的理论认识与技术条件下，硅材料改性，杂质发光，缺陷工程和硅基异质外延也呈现出新的发展趋势。硅基发光材料的发光波段已覆盖了从红外，可见到紫外的宽阔范围，正在为全色显示和光电子集成奠定材料和技术基础。
李晨明[10]（2006）在《硅纳米晶薄膜制备与发光性能研究》文中提出硅是具有良好半导体特性的材料，是微电子的核心材料之一。可硅材料不是好的发光材料。只有当硅纳米微粒的尺寸小到一定值时，才可在一定波长的光激发下发光。硅纳米晶薄膜发光材料在实现微电子技术向光电子集成技术发展中具有重大意义，因此一直是人们不懈追求的目标。 本文介绍了垂直脉冲激光沉积法这一制备纳米薄膜的新方法。它利用激光穿透一层透明而平整且对激光没有吸收的基底（本文使用的是玻璃片，它对YAG激光器产生的1064nm激光不吸收）而作用在靶材上，使靶材表面熔蚀产生等离子体而沉积在基底上。此外，我们还将产生的玻璃表面的薄膜成功的转移到另一块硅基底上。这样我们得到了三种薄膜：玻璃表面的硅薄膜、硅靶上的薄膜和转移到硅基底上的薄膜。 通过SEM，XRD，TEM和透射显微镜等手段检测这些薄膜的微观结构，发现组成硅薄膜的都直径100nm以下的纳米硅，在不同实验参数下得到的尺寸、厚度和形态会有所不同。通过PL测试了它的荧光性能。经过分析得出：玻璃表面的硅薄膜荧光发射特征峰在以420nm、485nm和535nm为中心的地方；硅靶材上的薄膜发光中心在424nm。而经过膜转移后硅基底上硅纳米晶薄膜的荧光发射中心位于400nm处。
二、非晶硅微结构的CTEM和HREM研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、非晶硅微结构的CTEM和HREM研究（论文提纲范文）
（1）纳米硅材料的制备工艺研究及微观结构表征（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 硅纳米材料的制备方法研究进展 |
| 1.2.1 等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法 |
| 1.2.2 热丝化学气相沉积(HFCVD)法 |
| 1.2.3 激光烧蚀沉积(LCVD)法 |
| 1.2.4 激光诱导化学气相沉积(LICVD) |
| 1.2.5 简单物理蒸发法 |
| 1.2.6 高温激光蒸发法 |
| 1.2.7 非晶晶化法 |
| 1.2.8 自组织生长 |
| 1.2.9 高剂量Si离子注入 |
| 1.3 纳米硅的微结构特征研究 |
| 1.3.1 纳米硅薄膜的微结构 |
| 1.3.2 硅纳米线的微结构 |
| 1.4 纳米硅的发光特性研究 |
| 1.5 本课题的提出及主要研究内容 |
| 1.5.1 课题的提出 |
| 1.5.2 课题的主要研究内容 |
| 1.5.2.1 LICVD纳米硅粉制备设备的设计及制作 |
| 1.5.2.2 LICVD纳米硅粉制备工艺的研究 |
| 1.5.2.3 LICVD纳米硅粉微结构的表征 |
| 第二章 LICVD法纳米硅制备设备的设计 |
| 2.0 前言 |
| 2.1 反应室 |
| 2.1.1 光路系统 |
| 2.1.2 气体喷嘴 |
| 2.1.3 颗粒收集器 |
| 2.2 激光器 |
| 2.3 供气系统 |
| 2.4 其它系统及有关参数 |
| 第三章 实验内容与方法 |
| 3.0 引言 |
| 3.1 研究的技术路线 |
| 3.2 实验参数 |
| 3.3 粉体制备过程 |
| 3.4 纳米粉体的微结构表征 |
| 3.5 纳米粉体红外光谱测试 |
| 第四章 LICVD法的气体分解机制及纳米硅制备工艺的研究 |
| 4.0 前言 |
| 4.1 激光能量吸收的微观机制 |
| 4.2 激光能量阂值的研究 |
| 4.2.1 反应气体组成中的SiH_4含量对激光能量闭值影响 |
| 4.2.2 不同反应气体流量条件下的能量阈值 |
| 4.3 不同反应气体流量条件下纳米硅的微结构 |
| 4.4 激光能量密度对纳米硅粉体微结构的影响 |
| 4.5 同轴保护气体流量对反应焰形状的影响研究 |
| 4.6 反应气体中SiH_4含量对纳米硅微结构的影响研究 |
| 4.7 最佳工艺参数的选择 |
| 第五章 纳米硅的成核及生长的热力学和动力学研究 |
| 5.0 前言 |
| 5.1 SiH_4激光气相热解热力学驱动力 |
| 5.2 纳米硅气相成核和生长的动力学分析 |
| 5.2.1 气相成核率研究 |
| 5.2.2 纳米晶生长机制研究 |
| 5.2.3 纳米晶粒生长的择优取向研究 |
| 第六章 LICVD法纳米硅粉的微结构特征研究 |
| 6.0 前言 |
| 6.1 纳米硅颗粒形貌、成分及晶型研究 |
| 6.2 纳米硅颗粒之间的相互作用 |
| 6.3 纳米硅颗粒的微结构研究 |
| 6.3.1 纳米颗粒中的微孪晶及层错 |
| 6.3.2 退火热处理对纳米硅微结构的影响研究 |
| 结论 |
| 本研究的主要创新点及有待深入研究的问题 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文及取得的成果 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（4）氢化纳米硅（na-Si：H）薄膜太阳电池研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 全球能源形势及21 世纪太阳能发电的战略地位 |
| 1.2 太阳电池的特点和分类 |
| 1.3 国际太阳电池的研究进展 |
| 1.4 中国太阳电池的研究进展 |
| 1.5 第三代薄膜太阳电池的机遇 |
| 参考文献 |
| 第二章 氢化纳米硅薄膜的结构、制备方法及光电性质 |
| 2.1 纳米材料的特性 |
| 2.2 氢化纳米硅薄膜结构、性质的表征研究方法 |
| 2.3 氢化纳米硅薄膜的结构、电导机制和I-V 特性研究 |
| 2.3.1 氢化纳米硅薄膜的结构 |
| 2.3.2 氢化纳米硅薄膜的能带结构 |
| 2.4 氢化纳米硅薄膜的制备方法 |
| 2.4.1 物理气相沉积及溅射法 |
| 2.4.2 化学气相沉积 |
| 2.5 氢化纳米硅薄膜太阳电池 |
| 参考文献 |
| 第三章 渐变带隙NA-SI:H PIN 太阳电池的设计和模拟 |
| 3.1 设计和数值计算 |
| 3.1.1 太阳光谱 |
| 3.1.2 半导体的光吸收 |
| 3.1.3 材料和结构设计 |
| 3.1.4 能带工程设计 |
| 3.1.5 短路电流J_(SC) 和光电流J_0 |
| 3.1.6 开路电压Voc |
| 3.1.7 填充因子FF 和转换效率η |
| 3.1.8 串联电阻R_S、并联电阻R_(Sh) 与短路电流J_(SC) 和开路电压V_(oc)的关系 |
| 3.2 AMPS-1D 的原理及算法依据 |
| 3.2.1 AMPS 的原理和算法依据 |
| 3.2.2 AMPS 的条件设定和操作界面 |
| 3.3 P-A-SI/I-NA-SI/N-A-SI 型太阳电池计算机模拟 |
| 3.3.1 不同晶化度na-Si:H 薄膜作为i 层的太阳电池模拟 |
| 3.3.2 i 层厚度对太阳电池性能的影响 |
| 3.4 渐变带隙P-A-SI/I-NA-SI/N-A-SI 太阳电池计算机模拟 |
| 3.5 小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 射频溅射法低温制备氢化纳米硅薄膜 |
| 4.1 射频溅射法的原理 |
| 4.2 实验研究 |
| 4.2.1 实验设备 |
| 4.2.2 薄膜制备工艺流程及样品沉积 |
| 4.3 NA-SI:H 的表征测试分析 |
| 4.3.1 表面形貌 |
| 4.3.2 测量膜厚 |
| 4.3.3 XRD 测试 |
| 4.3.4 激光Raman 谱 |
| 4.3.5 红外吸收谱（FTIR） |
| 4.3.6 纳米硅薄膜的伏安特性 |
| 4.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 氢化纳米硅/单晶硅异质结薄膜太阳电池 |
| 5.1 PECVD 制备纳米硅薄膜原理 |
| 5.2 PECVD 制备纳米硅薄膜试验及分析表征 |
| 5.2.1 原子排布表征和测试 |
| 5.2.2 纳米硅薄膜的透射谱、吸收谱及光学带隙 |
| 5.2.3 纳米硅薄膜的激光Raman 测试 |
| 5.2.4 纳米硅薄膜的XRD 测试 |
| 5.2.5 纳米硅薄膜的Hall 测试 |
| 5.3 纳米硅/单晶硅异质结太阳电池的结构和工作原理 |
| 5.3.1 结构 |
| 5.3.2 工作原理 |
| 5.3.4 异质结太阳电池的制备和I-V 特性测试 |
| 5.3.5 I-V 和温度特性测试 |
| 5.4 分析和讨论 |
| 5.4.1 异质结能带补偿对太阳电池的影响 |
| 5.4.2 界面态密度对太阳电池的影响 |
| 5.4.3 背表面场（BSF）的影响 |
| 5.5 小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 渐变带隙氢化纳米硅薄膜PIN 太阳电池 |
| 6.1 渐变带隙氢化纳米硅PIN 太阳电池结构和工作原理 |
| 6.1.1 结构 |
| 6.1.2 工作原理 |
| 6.2 纳米硅本征层的渐变带隙PIN 太阳电池能带工程设计 |
| 6.2.1 纳米硅薄膜光学带隙设计规律依据 |
| 6.2.2 能带工程设计 |
| 6.3 氢化纳米硅薄膜的制备实验 |
| 6.4 I-V 特性和光谱响应测试 |
| 6.4.1 I-V 特性测试 |
| 6.4.2 光谱响应测试 |
| 6.5 讨论 |
| 6.5.1 光电转换效率 |
| 6.5.2 温度稳定性 |
| 6.5.3 S-W 效应 |
| 6.6 小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 总结和展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 研究成果 |
| 7.2.1 理论工作 |
| 7.2.2 实验工作 |
| 7.3 创新点 |
| 7.4 展望 |
| 7.4.1 薄膜方面 |
| 7.4.2 太阳电池方面 |
| 附件 |
| 附件一：天津国防计量站3004 校准实验室纳米硅太阳电池样品电性能测试报告 |
| 附件二：中华人民共和国国家发明专利和实用新型专利证书 |
| 附件三：中华人民共和国教育部科技成果奖励证书 |
| 附件四：上海市科学技术进步奖证书 |
| 附件五：15~(TH) INTENATIONAL PHOTOVOLTAIC SCIENCE AND ENGINEERING CONFERENCE（PVSEC-15 第15 届国际光伏科学与工程大会)优秀论文奖励证书 |
| 附件六：15~(TH) INTENATIONAL PHOTOVOLTAIC SCIENCE AND ENGINEERING CONFERENCE（PVSEC-15 第15 届国际光伏科学与工程大会)科研亮点 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表和完成的学术论文 |
| 攻读博士期间完成的科研项目、标准、专利和获奖情况 |
| 上海交通大学学位论文答辩决议书 |
（5）太阳电池材料氢化纳米硅薄膜的均匀性和带隙调控研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和现状 |
| 1.2 本文的主要工作 |
| 第二章 氢化纳米硅薄膜的基本知识、制备和表征 |
| 2.1 硅材料及氢化纳米硅薄膜 |
| 2.1.1 单晶硅(c-Si) |
| 2.1.2 非晶硅(a-Si) |
| 2.1.3 氢化纳米硅(nc-Si:H) |
| 2.1.4 其他单晶硅和非晶硅混相硅材料 |
| 2.2 纳米硅薄膜的制备方法 |
| 2.2.1 物理沉积方法 |
| 2.2.2 化学气相沉积 |
| 2.3 分析研究纳米硅薄膜物性的方法简介 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 nc-Si:H薄膜的应用及太阳电池的发展 |
| 3.1 nc-Si:H薄膜的特性及其在光电器件方面的应用 |
| 3.2 太阳电池的发展现状及展望 |
| 3.2.1 太阳电池的特点和优势 |
| 3.2.2 三代太阳电池 |
| 3.2.3 太阳电池的分类 |
| 3.2.4 太阳电池的研究发展及产业化应用 |
| 3.3 各类硅基太阳电池 |
| 3.3.1 晶体硅太阳电池 |
| 3.3.2 硅薄膜太阳电池 |
| 3.3.3 第三代微晶硅/纳米硅以及硅叠层电池 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 Raman面扫描手段研究nc-Si:H薄膜的均匀性 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 拉曼(Raman)散射的综述和分析模型 |
| 4.2.1 拉曼散射的概念及特点 |
| 4.2.2 纳米硅薄膜的拉曼光谱及三维声子限制模型 |
| 4.2.3 拉曼光谱技术的分类 |
| 4.2.4 纳米硅结构实验用拉曼光谱仪 |
| 4.3 样品的制备和实验条件 |
| 4.4 Raman面扫描结果的分析及讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 利用光致发光谱探究nc-Si:H薄膜的带隙调控 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 光致发光(PL)谱的原理及模型 |
| 5.2.1 光致发光的原理 |
| 5.2.2 纳米硅或多孔硅的发光机制及模型 |
| 5.3 样品制备与实验 |
| 5.4 PL光谱的结果分析及讨论 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结 |
| 6.1 本文的主要结论和创新点 |
| 6.2 下一步的工作及展望 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间已发表的论文 |
| 攻读硕士学位期间获得的奖励 |
| 上海交通大学硕士学位论文答辩决议书 |
（6）PECVD氮化硅薄膜制备与微结构研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 引言 |
| 1.1 红外探测器简介 |
| 1.2 微测辐射热计中氮化硅薄膜的应用 |
| 1.3 微测辐射热计中氮化硅薄膜的研究现状及其重要性 |
| 1.4 本论文主要研究内容和重点 |
| 第二章 氮化硅薄膜的制备方法 |
| 2.1 辉光放电法 |
| 2.2 反应溅射镀膜法 |
| 2.3 直接氮化法 |
| 2.4 低压化学气相沉积(LPCVD) |
| 2.5 等离子体增强型化学气相沉积(PECVD) |
| 2.6 本章总结 |
| 第三章 氮化硅薄膜的物性测试及结构表征 |
| 3.1 氮化硅光学性能研究 |
| 3.1.1 薄膜光学参数测试方法 |
| 3.1.2 椭圆偏振法工作原理 |
| 3.1.3 椭偏模型的选择 |
| 3.2 氮化硅残余应力研究 |
| 3.2.1 PECVD 制备氮化硅薄膜应力产生机理 |
| 3.2.2 氮化硅薄膜应力测量方法 |
| 3.3 氮化硅薄膜杨氏模量和硬度 |
| 3.4 氮化硅薄膜微结构表征 |
| 3.4.1 X 射线衍射仪（XRD） |
| 3.4.2 X 射线光电子能谱（XPS） |
| 3.4.3 扫描电子显微镜（SEM） |
| 3.4.4 傅里叶透射红外光谱（FTIR） |
| 3.5 本章总结 |
| 第四章 高频PECVD 氮化硅薄膜的性能研究 |
| 4.1 PECVD 制备氮化硅薄膜装置简介 |
| 4.2 高频PECVD 制备氮化硅薄膜 |
| 4.3 高频氮化硅光学性能研究 |
| 4.3.1 椭圆偏振仪对高频氮化硅薄膜的光学性能测量步骤 |
| 4.3.2 椭圆偏振仪对高频氮化硅薄膜的光学性能测量 |
| 4.4 硅烷流量对高频氮化硅薄膜应力的影响 |
| 4.5 高频氮化硅薄膜杨氏模量和硬度 |
| 4.6 高频氮化硅薄膜的微结构表征 |
| 4.6.1 扫描电子显微镜（SEM） |
| 4.6.2 X 射线光电子能谱（XPS） |
| 4.6.3 X 射线衍射仪（XRD） |
| 4.6.4 傅里叶透射红外光谱（FTIR） |
| 4.7 本章总结 |
| 第五章 低频PECVD 制备氮化硅薄膜的性能研究 |
| 5.1 低频氮化硅薄膜的制备 |
| 5.2 低频氮化硅光学性能研究 |
| 5.3 低频氮化硅力学性能研究 |
| 5.3.1 低频PECVD 制备氮化硅薄膜应力测量 |
| 5.3.2 低频PECVD 制备氮化硅薄膜杨氏模量和硬度测量 |
| 5.4 低频氮化硅微结构分析 |
| 5.4.1 扫描电子显微镜（SEM） |
| 5.4.2 X 射线衍射仪（XRD） |
| 5.4.3 傅里叶透射红外光谱（FTIR） |
| 5.5 本章总结 |
| 第六章 高频和低频PECVD 制备氮化硅薄膜的性能比较 |
| 6.1 高频、低频氮化硅光学性能比较 |
| 6.1.1 高频、低频氮化硅折射率n 比较 |
| 6.1.2 高频、低频氮化硅光学带隙Eg 比较 |
| 6.2 高频、低频氮化硅力学性能比较 |
| 6.2.1 高频、低频氮化硅残余应力比较 |
| 6.2.2 高频、低频氮化硅杨氏模量比较 |
| 6.3 高频、低频氮化硅微结构分析与比较 |
| 6.4 本章总结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论总结 |
| 7.2 发展与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间取得的研究成果 |
（7）硅基光电子材料的研究（论文提纲范文）
| 1 多孔硅 |
| 1.1 发光多孔硅的研制和储存 |
| 1.2 发光多孔硅的物理特征 |
| 1.2.1 多孔硅的微结构及发光机理[3, 4] |
| 1.2.2 多孔硅发光峰位的温度行为[5] |
| 1.3 发光多孔硅的应用 |
| 2 多孔碳化硅 (多孔β-SiC) |
| 2.1 多孔碳化硅的研制 |
| 2.2 多孔β-SiC的微结构及发光机理 |
| 3 纳米硅薄膜[6] |
| 3.1 纳米硅薄膜的制备 |
| 3.2 纳米硅薄膜的结构特征 |
| 3.3 纳米硅薄膜晶粒尺寸和表面结构对PL的影响[7] |
| 3.4 纳米硅薄膜的电致发光和光致发光[8] |
| 3.5 纳米硅的发光机制 |
| 4 发光硅基超晶格结构[9] |
（10）硅纳米晶薄膜制备与发光性能研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第1章 综述 |
| 1.1 纳米薄膜材料 |
| 1.2 纳米薄膜的研究进展 |
| 1.2.1 发展历史 |
| 1.2.2 纳米薄膜的特性 |
| 1.3 硅基发光材料 |
| 1.3.1 硅在微电子技术中的重要作用 |
| 1.3.2 硅基发光材料种类和器件 |
| 1.4 纳米硅发光理论研究 |
| 1.4.1 纳米硅薄膜发光机理的探索 |
| 1.4.2 纳米硅的发光机理 |
| 1.5 硅纳米薄膜的主要制备方法 |
| 1.5.1 离子注入法 |
| 1.5.2 等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法 |
| 1.5.3 自组织生长 |
| 1.5.4 溶胶-凝胶法(sol-gel) |
| 1.5.5 非晶晶化法 |
| 1.6 脉冲激光沉积法和垂直脉冲激光沉积法在薄膜制备中的应用 |
| 1.6.1 脉冲激光沉积法的原理及特点 |
| 1.6.2 垂直脉冲激光沉积法简介 |
| 1.7 纳米硅的微结构特征研究 |
| 1.8 研究目的和意义 |
| 1.9 课题来源 |
| 第2章 实验部分 |
| 2.1 主要仪器和试剂 |
| 2.1.1 主要仪器 |
| 2.1.2 主要试剂 |
| 2.2 VPLD在玻璃表面上制备硅纳米晶薄膜的方法及实验装置 |
| 2.2.1 YAG激光打标机的构成 |
| 2.2.2 样品的预处理与实验方法 |
| 2.3 将玻璃表面的硅薄膜转移的实验方法 |
| 2.4 薄膜的退火方法与装置 |
| 2.5 膜及硅靶材的物理性能测试 |
| 2.5.1 X射线衍射谱图的测试 |
| 2.5.2 扫描电子显微镜的测试 |
| 2.5.3 透射电子显微镜的测试 |
| 2.5.4 荧光光谱分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 结果与讨论 |
| 3.1 用垂直脉冲激光沉积技术在玻璃基底上制备硅纳米晶薄膜 |
| 3.1.1 硅纳米晶薄膜生长机制 |
| 3.1.2 玻璃基底上硅薄膜的表征 |
| 3.1.3 玻璃基底上硅薄膜的XRD分析 |
| 3.1.4 硅纳米晶薄膜的光致发光分析 |
| 3.2 脉冲激光刻蚀硅靶的研究 |
| 3.2.1 不同能量脉冲激光对硅靶刻蚀的影响 |
| 3.2.2 硅靶上纳米晶的XRD分析 |
| 3.2.3 硅靶上纳米晶的荧光光谱 |
| 3.3 垂直脉冲激光转移技术在硅基底上制备硅纳米晶薄膜的研究 |
| 3.3.1 激光能量对硅基底上硅纳米晶薄膜形态的影响 |
| 3.3.2 硅基底上硅纳米晶薄膜的光致发光 |
| 3.4 本章小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 参考文献 |
| 独创性声明 |
| 学位论文版权使用授权书 |
四、非晶硅微结构的CTEM和HREM研究（论文参考文献）
- [1]纳米硅材料的制备工艺研究及微观结构表征[D]. 刘英才. 山东大学, 2003(06)
- [2]非晶硅微结构的CTEM和HREM研究[J]. 王建农,刘昌灵,褚一鸣,林兰英,杨大宇. 电子显微学报, 1984(04)
- [3]非晶硅微结构的CTEM和HREM研究[A]. 王建农,刘昌灵,褚一鸣,林兰英,杨大宇. 第三次中国电子显微学会议论文摘要集（二）, 1983
- [4]氢化纳米硅（na-Si：H）薄膜太阳电池研究[D]. 于化丛. 上海交通大学, 2005(06)
- [5]太阳电池材料氢化纳米硅薄膜的均匀性和带隙调控研究[D]. 李科慧. 上海交通大学, 2010(10)
- [6]PECVD氮化硅薄膜制备与微结构研究[D]. 周东. 电子科技大学, 2011(12)
- [7]硅基光电子材料的研究[J]. 任尚坤,杜远东. 周口师范高等专科学校学报, 2001(05)
- [8]发光多孔硅高分辨电镜分析[J]. 鲍希茂,闫锋,柳承恩,郑祥钦,王路春,朱健民,李齐. 半导体学报, 1993(05)
- [9]硅基发光材料研究进展[J]. 鲍希茂,宋海智. 材料研究学报, 1997(06)
- [10]硅纳米晶薄膜制备与发光性能研究[D]. 李晨明. 黑龙江大学, 2006(11)