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以太阳电池为代表的可再生能源产业近年来获得了突飞猛进的发展。目前以单晶硅电池和多晶硅电池为主的体电池占据着太阳电池市场近90％的份额。体电池中硅衬底在成本中所占比重较高，硅材料消耗巨大。紧随其后的非晶硅薄膜电池降低了对硅材料的消耗，但是非晶硅自身的材料性质却限制了太阳电池的性能。异质衬底多晶硅薄膜电池相对传统体电池而言硅材料利用率高，而且理论上拥有比非晶硅薄膜电池更高、更稳定的电池效率，从而成为行业内重点研发目标之一。在异质衬底上制备多晶硅薄膜电池的关键问题是在异质衬底上制备出具有良好结晶性及电学性能的多晶硅籽晶层。
本文利用金属诱导结晶法及磁控溅射快速热退火方法分别在耐低温的普通玻璃衬底以及耐高温的石墨衬底上制备出了多晶硅籽晶层。并利用X射线衍射、拉曼光谱、扫描电子显微镜等多种测试手段对多晶硅籽晶层进行了表征和分析。文中所包含的主要成果和结论如下：
1.利用铝诱导结晶法在普通玻璃衬底上、低温条件下、短时间内制备出多晶硅薄膜。首先通过磁控溅射制备出具有玻璃衬底/铝/非晶硅结构的样品，然后在管式退火炉内于一定温度下氮气氛退火2小时完成铝诱导结晶。扫描电子显微镜和金相显微镜表明，通过此方法制备的多晶硅籽晶层具有厚度均匀、连续完整的结构；X射线衍射以及拉曼光谱测试表明该籽晶层具有结晶性良好、晶粒大等特点；霍尔测试表明，该籽晶层属于高掺杂p型，具有良好的电学性能。
2.对铝诱导结晶工艺条件进行了优化，能够在短时间内获得结构良好的多晶硅薄膜。重点研究了诱导铝层沉积温度、非晶硅层厚度与铝的厚度关系、退火温度等问题。此外还对多晶硅薄膜表面处理工艺进行了研究并取得初步成果。
3.对铝诱导结晶过程进行了表征和分析。将铝诱导结晶过程分为四个阶段，绘制了结晶过程示意图。在此基础上，对铝诱导结晶过程从成核到晶粒长大并最终形成连续多晶硅籽晶层的相应阶段进行了表征和论述。此外还对铝诱导结晶初期多晶硅成核进行了热力学分析，并对最终获得多晶硅(111)择优取向进行了讨论和说明。
4.在石墨衬底上通过磁控溅射和快速热退火制备出了适合外延生长太阳电池结构的籽晶层，并在此基础上通过CVD成功外延多晶硅薄膜。X射线衍射及拉曼光谱数据表明，多晶硅薄膜结晶性良好并且具有高度(220)择优取向；扫描电子显微镜说明外延多晶硅薄膜具有良好的结构。
5.对基于石墨衬底的高温工艺进行了优化设计，并引入ZnO层对籽晶层的结构和择优取向进行优化和调整。引入ZnO层后，籽晶层结构质量得到明显提升；CVD外延多晶硅层由(220)转变为(004)择优取向。