微晶硅(μc-Si:H)薄膜在廉价、长寿命的a-Si:H/μc-Si:H叠层电池具有明确的应用前景。HWCVD技术具有沉积速率高、气体分解充分和设备简单等优点，因此采用HWCVD技术高速沉积、大面积器件质量μc-Si:H薄膜成为当前研究的热点。围绕这一目标开展了以下几个方面的工作，主要结果如下。　　 通过系统研究各沉积参量对μc-Si:H薄膜光电特性和微结构的影响，优化沉积参数，获得了Xc～60％，σd～10-7Ω-1cm-1，σp～10-5Ω-1cm-1，Ea～0.49eV的优质μc-Si:H。　　 采用小角X射线散射(SAXS)研究不同沉积条件对μc-Si:H薄膜内部微空洞的影响，发现随着氢稀释度增加，由于晶态比增加和晶粒尺寸变大，微空洞体积比增加，且平均尺寸变大；采用HWCVD二步法有效降低了高晶态比μ-Si:H薄膜内的微空洞，提高了薄膜致密度，这是由于生长初期高的成核密度减小了硅团簇的尺寸，形成致密的结构;45°倾角SAXS实验表明，μ-Si:H薄膜内的微空洞为各向异性分布。　　 为了解决微晶硅薄膜纵向晶化的不均匀性和高晶态比微晶硅薄膜内微空洞引起的氧污染问题，发展了新颖的氢稀释调制技术，即生长初期采用高氢稀释度，沉积过程中逐步降低氢稀释度。采用合适的氢稀释调制方案，将非晶孵化层厚度从30-50 nm减小到10 nm，有效控制了生长方向的晶化度均匀性;提高了微晶硅薄膜的致密度和稳定性，薄膜内缺陷态密度降低了大约一个量级，改善了电学性质，这是因为初始阶段高的成核密度降低了硅团簇尺寸，形成致密的结构。　　 本文首次用标度理论研究了HWCVD技术制备微晶硅薄膜的生长机制。玻璃和单晶硅衬底对早期生长的硅薄膜表面形貌有明显的影响，当衬底完全被覆盖，衬底不再影响生长基元的表面扩散，在两衬底上薄膜生长指数β都接近0.50，表明是随机生长模式;有无气相反应对硅薄膜的表面形貌有明显的影响，有气相反应时(主要的反应基元是SiH3)粗糙度指数α和生长指数β分别是0.85和0.50，无气相反应时(主要的反应基元Si原子)α和β分别降到0.65和0.43，这是不同生长基元在衬底的吸附、扩散和阴影作用三个因素相互作用的结果。　　 为了解决限制大面积均匀的热丝冷端效应，发明了新颖的非线性热催化器，通过增加热丝端点温度提高热丝方向的均匀性。通过计算热丝辐射到衬底上的热量分布来模拟薄膜厚度均匀性，增加端点温度，热丝方向的均匀性得到了有效提高；在12 cm×12 cm大面积沉积薄膜，厚度不均匀性＜±5％，F因子(薄膜厚度均匀面积与热丝结构所占面积之比)高达0.75，有效减少了热丝架所占面积。