对于微晶硅薄膜和非晶硅薄膜结构特性最有效的衡量手段之一就是喇曼散射光谱。图5给出了系列薄膜对应的喇曼光谱测试结果。从图中可以看出：随氢稀释的增加（硅烷浓度的减小），制备材料对应

　　晶化峰所在位置的强度逐渐增强。在硅烷浓度为9%时，薄膜的喇曼谱显示其为非晶硅薄膜，因为仅在480cm-1处出现了典型的非晶硅的类TO模。而当硅烷浓度为8%时，材料的结构发生了微小的变化，因为在480cm-1处的右端长波数方向出现了“峰包”，此“峰包”的出现意味着材料有一定程度的晶化，用高斯三峰拟合进行了分析，其晶化率为5%。随硅烷浓度的进一步减小，材料的晶化率则逐渐地增加。

　　综合上面的分析可知：当硅烷浓度为7%时，制备薄膜的晶化率达到了52%，X射线衍射测试结果显示出了其（220）择优取向。另外，材料的电学测试结果表明：其暗电导为1.1×10-6S/cm，光敏性为1000，激活能的大小为0.52eV。通过我们对低沉积速率微晶硅薄膜材料和太阳能电池的研究可推知该材料可以应用到太阳能电池的有源层。因为对于低沉积速率的微晶硅薄膜，如果其晶化率在50%左右，激活能大于0.5eV，材料具有（220）择优取向，其暗电导在10-7～10-8S/cm量级上，光敏性在102～103量级上，可以应用到太阳电池的有源层。当然衡量材料质量最直接的手段是将其应用到太阳能电池中。为此我们在一定的p和n条件下，在本征材料选取硅烷浓度为7%的条件下，制备了单结微晶硅薄膜太阳能电池（图6）。图6的I2V曲线测试结果给出：在沉积速率达到1.2nm/s的前提条件下，单结微晶硅薄膜太阳电池的效率达到了6.3%（电池的厚度为2.2μm）。值得注意的是：此电池结构为1737glass/ZnO/p（μc-Si∶H）/i（μc-Si∶H）/n（a-Si∶H）/Al，其背反射电极仅采用的是Al。大量的实验结果已经证明：背反射电极对电池的各个性能参数都有很大影响，相信改进背反射电极后电池的效率将会进一步提高。

　　四、结论

　　采用甚高频等离子体增强化学气相沉积技术制备了系列不同硅烷浓度的微晶硅薄膜。通过对材料特性的测试结果分析可知，获得了高速率的器件质量级的微晶硅薄膜材料：其暗电导为1.1×10-6S/cm，光敏性为1000，激活能为0.52eV，晶化率为52%，材料具有（220）择优取向。在电池结构不是很优化的前提条件下，获得了效率达6.3%的单结微晶硅薄膜太阳电池（沉积速率达1.2nm/s）。