β-FeSi2与Mg2Si均是窄带隙半导体材料，其禁带宽度范围在（0.7~0.85）eV，在远红外光区吸收系数比晶体硅材料至少高两个数量级，因此230 nm厚薄膜就可实现对太阳光近红外波段的充分吸收。β-FeSi2与Mg2Si通过热处理还可以实现其半导体pn特性转变，因此能满足太阳能电池材料电学性能的基本要求。再加上其原料充足、环境友好、稳定耐用，而被称为环保型半导体，也是继Si和GaAs之后的第三代半导体。. 项目执行期间, 进行了有关基于β-FeSi2和Mg2Si的太阳能电池理论模拟，经过优化电池结构，得到β-FeSi2电池和Mg2Si电池的最高理论光电转化效率分别为24.7%和22.25%，因此这两种金属硅化物在太阳能电池领域具有广泛的应用前景。因此我们在实验部分对这两种硅化物进行采用远源等离子体溅射制备和表征Fe-Si组合靶的方法，通过快速热退火，在Si(111)衬底上制备了低缺陷、高质量的单相β-FeSi2与Mg2Si晶体薄膜，：（1）在组合靶中，通过优化沉积参数以及高温快速退火后，均可形成单相多晶表面均匀的高质量β-FeSi2薄膜，同时具有良好的耐磨性和稳定性。此时β-FeSi2薄膜载流子浓度为4.05×1017 cm-3、迁移率为21.01 cm²/(V∙s)的n型半导体，其禁带宽度为0.85 eV；（2）经过优化Mg2Si薄膜沉积参数，在500ºC热处理之后薄膜电阻率显著降低从509~16Ω•cm，且带隙最接近计算值0.74eV，同时霍尔迁移率高达17.2cm2/（V•s）； （3）项目期间，获得最优性能钙钛矿电池的光电转换效率达到10.88%，开路电压0.88 V，短路电流密度23.71 mA/cm2，填充因子52.7%。.综上所述，本文采用HiTUS成功制备出非晶和纳米晶β-FeSi2与Mg2Si薄膜，且薄膜样品表面连续、成膜均匀、力学性能及光电性能优越，属于理想的薄膜太阳电池材料，本项目的研究为其在光伏领域的应用打下基础。