Results for a new 60 MHz plasma‐enhanced chemical vapour deposition (PECVD) apparatus developed for roll‐to‐roll processes of polymeric substrates are presented. Using silicon organic precursors in an oxygen plasma, thin film properties could be varied from inorganic silicon oxide to siloxane plasma polymers by varying the precursor content or by pulsing the plasma without changing the gas composition. The transition from inorganic oxide to plasma polymer was investigated by infrared spectroscopy and contact angle measurements. A process was introduced to produce an inorganic‐plasma polymer multilayer.

Hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) is conventionally deposited using static plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) processes. In this work, a very high frequency (VHF) dynamic deposition technique is presented, on the basis of linear plasma sources. This configuration deploys a simple reactor design and enables continuous deposition processes, leading to a high throughput. Hence, this technique may facilitate the use of flexible substrates. As a result, the production costs of thin-film silicon solar cells could be reduced significantly.We found a suitable regime for the homogeneous deposition of a-Si:H layers for growth rates from 0.35-1.1 nm/s. The single layer properties as well as the performance of corresponding a-Si:H solar cells are investigated and compared with a state-of-the-art radio frequency (RF) PECVD regime. By analyzing the Fourier transform infrared spectroscopy spectra of single layers, we found an increasing hydrogen concentration with deposition rate for both techniques, which is in agreement with earlier findings. At a given growth rate, the hydrogen concentration was at the same level for intrinsic layers deposited by RF-PECVD and VHF-PECVD.The initial efficiency of the corresponding p-i-n solar cells ranged from 9.6% at a deposition rate of 0.2 nm/s (RF regime) to 8.9% at 1.1 nm/s (VHF regime). After degradation, the solar cell efficiency stabilized between 7.8% and 5.9%, respectively. The solar cells incorporating intrinsic layers grown dynamically using the linear plasma sources and very high frequencies showed a higher stabilized efficiency and lower degradation loss than solar cells with intrinsic layers grown statically by RF-PECVD at the same deposition rate.

Die plasmachemische Gasphasenabscheidung (PECVD) ist ein Verfahren zur Deposition dünner Schichten im Dickenbereich bis einige μm. Es wird gegenwärtig bevorzugt zur Abscheidung elektronisch hochwertiger dielektrischer und halbleitender Siliziumlegierungen bei Temperaturen unter 450 °C und Drücken um 1 mbar auf ebenen Substraten eingesetzt und findet zunehmend Anwendung zur Oberflächenfunktionalisierung mit Polymeren. Der Vorzug der PECVD besteht in der Möglichkeit der Modifikation der Schichteigenschaften über einen weiten Bereich mit geringem technischen Aufwand. Die Reaktorreinigung kann für eine Vielzahl von Schichtmaterialien plasmachemisch durch Änderung der Prozessgaszusammensetzung ohne Vakuumunterbrechung vorgenommen werden. Die PECVD ist im stationären Regime sowie bei kontinuierlicher Substratbewegung möglich. Bevorzugt verwendet man planparalle Elektrodenanordnungen mit kapazitiver Hochfrequenz(HF‐)‐Anregung der Entladung für Substratflächen bis einige Quadratmeter. Daneben nutzt man eine induktive und elektromagnetische Einkopplung mit Anregungsfrequenzen im HF‐ bzw. UHF‐Bereich. Halbleitendes amorphes Silizium, eigenleitend oder dotiert, wird auf der Basis von Monosilan in planparallelen Anordnungen für Solarzellen, Bildsensoren und Dünnschichttransistoren abgeschieden, wobei der Energieeintrag in die Schicht während der Deposition gering sein soll. Siliziumorganische Verbindungen als Korrosions‐ und Kratzschutz für Reflektoren und Linsen stellt man unter Verwendung von HMDSO als Monomer her, wobei Abscheidebedingungen mit starkem Ionenbeschuss vorteilhaft sind.

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