铜杂质在太阳电池用多晶硅中的沉淀及吸杂行为(英文)

采用扫描红外显微镜、光学显微镜、电感耦合等离子质谱仪和微波光电导衰减仪对铜杂质在多晶硅中不同缺陷状态区域的沉淀和吸杂行为进行研究。发现铜杂质沉淀行为与缺陷密度密切相关,在低缺陷密度区域铜杂质大多易于均质形核形成沉淀,而在高缺陷密度区域铜杂质通常会聚集在缺陷处异质形核而沉淀下来。当铜沾污量较高时,由于在硅基体中的肖特基二极管效应,铜沉淀会令多晶硅中的载流子寿命明显缩短。在900℃下进行快速磷吸杂处理后,这两种区域中的铜杂质都不能得到有效去除。     

原生直拉单晶硅中的铜沉淀规律席珍强

采用红外扫描仪、扫描电镜以及电子束诱生电流仪研究了不同温度和不同冷却速度下原生直拉单晶硅的铜沉淀规律. 红外扫描仪观察发现：只有在热处理温度高于800℃的样品中才能观察到铜沉淀团，表明在原生单晶硅中铜沉淀温度为800℃. 同时，红外扫描仪和电子束诱生电流谱仪照片显示，快冷（30K/s）时，形成高密度的小铜沉淀团；而慢冷（0.3K/s）导致低密度、巨大的星形铜沉淀团的形成. 实验还发现慢冷所形成的星形铜沉淀团对少数载流子具有更强的复合强度. 最后，讨论了原生直拉单晶硅中铜沉淀规律的机理.     

大直径直拉硅单晶中的空洞型原生缺陷

空洞型 ( Void)原生缺陷在大直径直拉硅单晶中的重要性日渐突出。本文在论述大直径硅单晶中 Void缺陷基本性质的同时 ,详细综述了这类缺陷的控制方法以及它与轻元素 (氧、氮、碳、氢 )杂质的相互作用 ,并简要讨论了关于 Void缺陷的研究方法和今后的研究方向。     

用三点弯方法研究微氮硅单晶机械强度

通过三点弯方法研究普通和微氮硅单晶在室温下的机械强度 ,以及它们的高温抗弯强度 .实验发现 ,由于氮的掺入 ,硅片室温下的机械强度有明显的改善 ,同时证实了高温下氮对位错的钉扎作用 ;研究还指出 ,硅片表面状态和晶向对室温时机械强度也存在影响 .对室温下氮杂质增强机械强度的可能机理进行了探讨     

重掺硅中氧的测定

研究了重掺硅中氧的测定 ,实验首先选用轻掺 (ρ>10Ω· cm)样品分别用气体熔化分析法 (GFA法 )和傅里叶变换红外法 (FTIR法 )测氧 ,而后用 GFA法测定了重掺锑、砷、硼单晶的氧浓度 .实验发现用 GFA法和 FTIR法测氧 ,二者的结果成很好的线性关系 ,为便于比较可将重掺硅在 GFA法下的测定结果转换为 FTIR法下的测定结果 ,还对影响 GFA法测定结果的样品制取、样品处理、测试参数选择等方面进行了探讨     

用三点弯方法研究微氮硅单晶机械强度

通过三点弯方法研究普通和微氮硅单晶在室温下的机械强度,以及它们的高温抗弯强度．实验发现,由于氮的掺入,硅片室温下的机械强度有明显的改善,同时证实了高温下氮对位错的钉扎作用;研究还指出,硅片表面状态和晶向对室温时机械强度也存在影响．对室温下氮杂质增强机械强度的可能机理进行了探讨     

铸造多晶硅中铜沉淀的电子束诱生电流

利用电子束诱生电流(EBIC)研究了不同热处理条件下太阳电池用铸造多晶硅材料中的铜的沉淀特性，并与铜在普通直拉硅单晶中的沉淀行为进行了比较。EBIC观察发现，在铸造多晶硅中，热处理的冷却速率和结晶学缺陷(如晶界和位错)共同影响着铜在多晶硅中的扩散和沉淀性质。样品在快速冷却时，在晶界以及晶粒内形成了很高密度且分布较均匀的细小铜沉淀；而在慢速冷却时，则是形成密度较低，较大尺寸的铜沉淀。EBIC的衬度计算显示，慢速冷却下形成的铜沉淀具有更强的复合特性，且铜沉淀在晶界上的分布具有选择性。最后，讨论了铜沉淀在铸造多晶硅中的形成机理。     

氮化硅薄膜对晶体硅材料和电池的钝化效果研究

利用等离子体增强化学气相沉积技术,在P型直拉单晶硅硅片和铸造多晶硅片以及太阳电池的表面上 沉积了非晶氮化硅(a-SiNx:H)薄膜,并研究了氮化硅薄膜对材料少子寿命和太阳电池性能的影响。研究发现: 氮化硅薄膜显著地提高了晶体硅材料中少子寿命,同时多晶硅太阳电池的开路电压有少量提高,短路电流普遍 提高了1mA/cm2,电池效率提高了2％。实验结果表明:氮化硅薄膜不仅具有表面钝化作用,也有良好的体钝化 作用。     

单晶硅太阳电池的表面织构化

一种新型的腐蚀剂 ,磷酸钠 (Na3PO4 ·12H2 O)溶液 ,首次被用来腐蚀单晶硅太阳电池。在 70℃下 ,用 3%的磷酸钠 (Na3PO4 ·12H2 O)溶液腐蚀 2 5min就能在硅片表面形成金字塔大小均匀、覆盖率高的绒面结构 ,并且其表面反射率也很低。通过SEM观察发现 :开始时 ,随着腐蚀时间的增加 ,金字塔的密度越来越大 ,最后达到饱和 ;而且对于不同的浓度 ,温度 ,这种饱和时间不同 ;如果腐蚀时间过长 ,金字塔的顶部就会发生崩塌 ,从而导致表面发射率的升高。虽然异丙醇 (IPA)在氢氧化钠 (NaOH)溶液中会明显地改善织构化的效果 ,但是在磷酸钠 (Na3PO4 ·12H2 O)溶液中却会对织构化有很强的负面效应。最后 ,在实验的基础上对腐蚀机理进行了深入地探讨并认为 :择优腐蚀是金字塔形成的最基本的原因 ,而缺陷、PO3 -4 或HPO2 -4 和异丙醇等仅仅是促进大金字塔形成的原因。这种腐蚀剂的成本很低 ,不易污染工作环境且可重复性好 ,所以有可能用于大规模生产。     

氮气氛中高温热处理硅片表面的直接氮化

研究了直拉硅单晶片在氮气氛下热处理时的表面氮化,利用了XPS(X射线光电子谱)、SEM(扫描电子显微镜)、金相显微镜、XRD(X射线衍射仪)等手段研究了在高纯氮和非高纯氮保护条件下不同温度热处理后的样品表面,结果发现只有用高纯氮保护和温度高于1100℃的条件下,氮气才能与硅表面发生反应,生成氮化硅(Si3N4)薄膜,否则氮保护中微量的氧气会和硅表面发生反应,生成二氧化硅(SiO2)薄膜.