[01379451]一种自组装形成尺寸可控的硅纳米晶薄膜的制备方法

本发明涉及一种自组装形成尺寸可控的硅纳米晶薄膜的制备方法,主要步骤如下：首先,镀膜前预处理后利用Ar离子对Si靶和C靶进行磁控共溅射,调整Si和C靶的溅射功率,在硅和玻璃基体上交替沉积多层结构的非晶硅/碳薄膜;然后,在氮气气氛中分阶段退火,形成α-SiC/nc-Si多层结构薄膜。此类薄膜形成的硅纳米晶尺寸在2-10nm范围内可控,同时硅纳米晶的密度亦可控,此尺寸范围的硅纳米晶的光学带隙在2.7-1.8eV范围内可控改变。本发明超晶格结构Si/C多层薄膜形成尺寸和密度可控的硅纳米晶,进而调整其吸收光谱范围,并显著提高所用材料光电转换效率。此类薄膜有望大幅提高硅基光伏器件的光吸收范围和光电转换效率。 一种自组装形成尺寸可控的硅纳米晶薄膜的制备方法,其特征在于：该方法包括下述步骤：1)选用玻璃或者单晶硅片作为衬底,并进行镀膜前预处理;2)Ar气作为溅射气氛,在对基体施加偏压的条件下,采用射频和直流电源分别对硅靶和碳靶进行磁控共溅射,在玻璃或者硅基体上交替沉积非晶硅/碳超晶格结构多层薄膜;交替沉积是首先在基片上沉积一层碳,厚度为10nm,其次一层硅一层碳交替沉积为多层超晶格薄膜,其中,碳层厚度保持为10nm,改变硅层厚度,使硅层厚度/碳层厚度比在0.5-3之间变化;3)镀膜完成后,原位进行X射线光电子能谱检测;4)在氮气下分阶段进行退火处理;5)进行微观结构和性能检测。