研究目的
理解等离子体种类与Al2O3层之间的相互作用，以最小化晶体硅太阳能电池在等离子体工艺后表面钝化的退化。
研究成果
等离子体产生的真空紫外光是改变表面钝化的主要因素，它导致沉积态样品因羟基自由基解离而出现光致发光的骤增，从而改善场效应钝化，随后又因界面键断裂而退化。退火样品仅表现出退化现象。缺陷在室温下稳定，但在150°C以上热退火时可恢复。
研究不足
实验在室温下进行以避免光致发光猝灭和氢扩散效应；等离子体诱导缺陷在室温下稳定但可通过退火恢复。本研究聚焦于氩/氢等离子体，可能未涵盖所有等离子体类型或条件。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用原位光致发光技术实时表征等离子体暴露过程中的钝化质量，使用集成PL系统的PECVD反应器。
2：样品选择与数据来源：
选用具有特定电阻率和厚度的高质量双面抛光n型FZ c-Si晶圆。样品经HF清洗后通过ALD沉积Al2O3薄膜，并分为沉积态和退火态两组。
3：实验设备与材料清单：
设备包括热ALD反应器（Picosun）、PECVD反应器、原位PL系统、激光器（785 nm，20 mW）、光电探测器（1130 nm）、Sinton WCT-120用于非原位表征；材料包含氢氟酸、三甲基铝、水蒸气、氩气、氢气和氟化镁。
4：实验流程与操作步骤：
晶圆经清洗后，在150°C下通过ALD沉积Al2O3，部分样品在H2环境中380°C退火，随后在室温下以指定参数暴露于Ar/H2等离子体，实时测量PL信号。另开展纯Ar等离子体及MgF2覆盖的附加实验。
5：数据分析方法：
通过监测分析PL强度评估钝化质量，少数载流子寿命采用Sinton WCT-120测量。
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获取完整内容-
ALD reactor
Picosun
Picosun
Deposition of aluminum oxide films via atomic layer deposition
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PECVD reactor
Exposure of samples to plasma for experiments
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Laser
Excitation of samples for photoluminescence measurement
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Photodetector
Detection of photoluminescence signal
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Sinton WCT-120
WCT-120
Sinton
Measurement of minority carrier lifetime
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MgF2 window
Blocking charged particles while allowing VUV light to pass in experiments
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