铸造多晶硅中杂质对少子寿命的影响

应用微波光电导衰减仪(μ-PCD)测得了铸造多晶硅硅锭沿生长方向少子寿命的分布图。结果显示:距离硅锭底部4~5cm以及顶部约2cm的范围内均存在一个少子寿命值过低的区域,而硅锭中间区域的少子寿命值较高且分布均匀。通过将样品在200℃下热处理10min,根据处理前后少子寿命值的变化,获得了间隙铁浓度沿硅锭方向的一维线性分布曲线。从曲线中可以发现铁在硅锭两端浓度较高,这与硅锭冷却过程中铁从坩埚向硅锭底部发生的固相扩散以及铁的分凝特性有关。另外通过傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)测试发现间隙氧浓度在硅锭底部较高,呈现从硅锭底部向顶部逐渐降低的趋势。研究结果表明硅锭中存在的高浓度的氧、铁等杂质为影响其少子寿命值的关键因素。     

再生处理抑制单晶硅太阳电池光致衰减效应的研究

掺硼晶硅电池经过长时间光照后电池效率会出现明显的衰减。针对此问题,研究再生处理对晶硅电池光致衰减效应的影响。将Si Nx/Al2O3寿命片和单晶钝化发射极和背局域接触(PERC)电池片在400 W/m~2光照下200℃保温10 min进行再生处理,结果发现未经再生处理的寿命片光照1710 min后少子寿命衰减率为63.33%,电池效率衰减率为4.32%,再生处理后样品的衰减率分别降低至5%和0.48%,表明再生处理能有效抑制晶硅电池的光致衰减效应。未经再生处理的寿命片光照前后硼氧(B-O)复合体浓度分别为1.38×1011和7.01×1011cm~(-3),再生处理后的B-O复合体浓度分别为2.90×10~(10)和4.44×10~(10)cm~(-3),再生处理后的寿命片光照后B-O复合体的浓度较处理前低一个数量级,且处于稳定的不会造成少子复合的再生状态。     

类单晶硅与铸锭多晶硅的晶体质量差异性研究

以类单晶硅和铸锭多晶硅为研究对象,综合分析其红外(IR)图、光致发光(PL)图、间隙铁(Fei)浓度、少子寿命及电学性能特征。结果表明:相对于铸锭多晶硅,类单晶硅的晶粒尺寸大,晶界和位错少,间隙铁浓度低,少子寿命和电池效率高,晶体质量优于铸锭多晶硅。     

快速热处理工艺下金属杂质对铸造多晶硅少子寿命的影响

利用离子注入技术在铸造多晶硅中分别引入铜、铁、镍杂质玷污,用微波光电导衰减(μ-PCD)仪测试技术研究了铜、铁、镍杂质对硅片少子寿命的影响.研究发现:原生铸造多晶硅片和离子注入铜、铁、镍杂质的多晶硅片经1000℃常规热处理2h后少子寿命值都会降低,下降幅度基本一致.原生硅片在低中温条件下,少子寿命值呈现先下降后上升的趋势;当硅片经高温RIP后,其少子寿命值得到明显改善.低中温RTP条件下,经铜、镍杂质玷污的硅片随着退火温度的升高,少子寿命变化不大.高温RTP条件下,经铜、铁、镍杂质玷污后硅片的少子寿命迅速下降.实验结果表明高温RTP能够提高杂质含量较低硅片的少子寿命,而对杂质含量较高硅片的少子寿命有负面影响.     

直拉硅片中间隙氧和硼对太阳电池光衰减影响的研究

为研究间隙氧和硼对于硅片少子寿命和光衰减的影响，实验中采用不同氧碳含量、不同掺杂浓度的p型(100)的直拉硅(Cz-Si)片制作太阳电池，设计了不同温度、气氛的热处理工艺。发现：太阳能级直拉单晶硅片中间隙氧含量和硼的掺杂浓度的不同对于硅片少子寿命的影响有一定的规律；硅片少子寿命值在650℃热处理时有轻微下降，而在后续650℃和950℃的热处理中有着显著的提高。当电阻率一定时，低氧的样片有利于少子寿命的提高；而在氧含量相同的情况下，掺杂硼的浓度越低，对于少子寿命的提高越有利。     

电子束法沉积ITO薄膜及其光电性质的研究

用电子束蒸发制得了透明导电的ITO(indiumtin oxide)薄膜(厚3000—5000(?)),其方块电阻为4.5—20Ω/□,波长7000(?)时的透光率为80—95％。用x-线衍射分析方法测定了膜的组成与结构,用扫描电镜(SEM)观察了薄膜的形貌。薄膜的颗粒度为1—3μm,载流子浓度(N)为3.9×10~(19)cm~(-3),霍耳迁移率(μ_H)为94cm~2·V~(-1)·s~(-1),电阻率(ρ)为4.0×0~(-4)—2×10~(-3)Ω·cm,E_g为3.4eV。测得的Hall电压是负值,说明它是一种n型半导体。     

铸造多晶硅中氧与碳在连续冷却中的沉淀研究

实验结果显示,铸造多晶硅经1350℃加热1h后在高达10℃/s的速率下冷却仍会产生氧沉淀和热施主,生成氧沉淀的量和热施主的浓度在0.017～10℃/s范围内随冷却速率的增大而减少;与等温过程相比,连续冷却中的氧沉淀和热施主形成速率明显提高;碳在低至0.017℃/s冷却速率下也基本不发生沉淀析出。多晶硅片的少子寿命随冷却速率的增大而减小。基于硅中氧、碳的结构状态与扩散性质对上述沉淀动力学特征及其对多晶硅电学性能的影响进行了讨论。     

热氧化生长的SiO2钝化膜对晶体硅太阳电池性能的影响

使用干氧热氧化的方法在晶体硅太阳电池表面生长SiO2钝化膜。结果表明:在780℃下生长的氧化薄膜钝化效果较好,实验检测少子寿命提高了8.3μs,以此为基础制备的太阳电池转换效率达到17.38%。实验还对氮气气氛下的氧化进行研究,发现当氮气流量为10L/min时,能强化薄膜的钝化效果,少子寿命可提高9.4μs。     

热退火对太阳电池用多晶硅特性的影响

对多晶硅片进行三步退火处理,用傅里叶红外光谱仪(FTIR)和准稳态光电导衰减法(QSSPCD)测硅片退火前后氧碳含量及少子寿命,并对单晶硅片做同样处理进行比较。实验发现:经三步退火后,多晶硅比单晶硅氧碳含量下降的幅度大,这表明多晶硅内部形成的氧沉淀多,其体内的高密度缺陷如晶界、位错等对氧沉淀的形成有促进作用。多晶硅与单晶硅少子寿命大大提高,可能是由于高温退火后晶体内部形成氧沉淀及缺陷的络和物可以作为电活性杂质的吸除中心,从而减少了分散的载流子复合中心,提高了硅片的少子寿命。变化趋势的不同与晶体内部结构有关。     

多晶硅太阳电池低温变温扩散工艺的优化

采用少子寿命测试仪对扩散前后的硅片少子寿命进行了分析,当扩散后的方块电阻控制在55～65Ω时,低温变温扩散工艺处理的硅片少子寿命最高达到12.18μs,低温恒温扩散工艺处理的硅片少子寿命为10.67μs,高温恒温扩散工艺处理的硅片少子寿命为8.20μs。低温变温扩散工艺处理的太阳电池分别比传统的低温恒温扩散工艺处理和高温恒温扩散工艺处理的太阳电池转换效率提高0.79%和0.42%。     

空间电荷区和晶界复合对多晶太阳电池基区少数载流子寿命的影响

该文采用多晶硅太阳电池模型，通过引入空间电荷区复合速度来研究空间电荷区复合对少子寿命的影响，从计算结果中发现当复合速率大于10^5cm／s时，空间电荷区的复合影响不可忽略，必须对所测得的寿命值进行修正。     

铸造多晶硅硅片的磷吸杂研究

主要研究了铸造多晶硅晶锭不同位置的硅片在磷吸杂前后电学性能的变化.结果发现,经过870%磷吸杂40 min后不同位置处硅片的少数载流子寿命都有显著的提高,其中来自硅锭底部硅片的少数载流子寿命的提高程度明显低于来自顶部样品寿命的提高幅度.由于氧的分凝效应,在铸造多晶硅底部材料中含有较高浓度的间隙氧.结果表明,多晶硅磷吸杂的效果不仅与材料中过渡族金属的分布以及形态有关,而且还可能与硅中氧的浓度有关.     

稀土磷化物薄膜的光电性质

本文报道了LnP(Ln=La、Nd、Sm、Y、Dy、Yb)薄膜的光电特性,其禁带宽度为1.0—1.46eV。LnP薄膜是n型材料,电阻率约10~(-2)Ω-cm,载流子浓度为10~(17)—10~(19)cm~(-3),霍尔迁移率为8.5—400cm~2/V·s。LnP与Si片构成p-n结,光谱响应范围在600—1400nm,光照下LnP/Si具有光伏效应。     

针对少子寿命提升的扩散工艺优化

扩散后的方块电阻以70±21/2/为准,经实验发现去PSG后的硅片少子寿命要比扩散后的硅片少子寿命高,对比通源前通氧(A扩散工艺)和不通氧(B扩散工艺)两种扩散工艺扩散的硅片在去PSG后少寿命的涨幅及对最终制成电池片的转换效率的影响,结果表明,A扩散工艺的硅片比B扩散工艺的硅片在去PSG后的少子寿命增量更大,平均增量可达2.50μs,并且最终制成的电池片效率高出0.08%,短路电流增加0.012A,也更具稳定性。:     

变温磷吸杂对多晶硅性能的影响

用微波光电导衰减仪(μ-PCD)研究了不同温度和时间的恒温和变温磷吸杂处理对铸造多晶硅片电学性能的影响。实验发现:变温吸杂明显优于恒温吸杂,特别是对原生高质量多晶硅;其优化的变温磷吸杂工艺为1000℃/0.5h 700℃/1.5h;而在高温恒温吸杂中,多晶硅少子寿命值反而显著下降。实验现象表明:磷吸杂效果主要是与过渡族金属的溶解、扩散和分凝有关。     

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。     

CIGS/Si异质结太阳电池的数值模拟

利用软件wx AMPS模拟CIGS/Si异质结太电池的效率和不同工艺参数对电池性能的影响:前后端接触势垒分别为1.2 e V和0.21 e V,前(后)表面复合速率为1×10~7cm/s,选择功函数为5.4 e V的透明导电薄膜材料,p型CIGS的带隙和厚度为1.15 e V和3μm,并选择掺杂浓度为5×10~(16)cm~(-3)的n型硅片,最终模拟CIGS/Si异质结太阳电池的最佳效率为25.60%。希望该模拟数据为实际制备CIGS/Si异质结太电池作出正确的理论指导。     

多晶硅太阳电池的等离子体预处理研究

采用H2、NH3和H2 NH3等离子体在沉积氮化硅薄膜之前对多晶硅片进行预处理,采用等离子增强化学气相沉积(PECVD)制备氮化硅薄膜,然后印刷烧结.利用准稳态光电导衰减法(QSSPCD)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和紫外可见近红外分光光度计(UV-VIS)等手段研究了等离子体预处理对多晶硅少子寿命的影响以及等离子体预处理对氮化硅薄膜FTIR光谱的影响和多晶电池性能的影响.结果表明:经等离子体预处理后多晶硅的少子寿命有所提高,使用H2 NH3混合等离子体预处理后,制备的多晶电池的性能有明显提高,短路电流能提高约7%.     

电子束法制备Znln_2Se_4薄膜及其性质的研究

用电子束加热蒸发法制成0.1—1μ厚的ZnIn_2Se_4薄膜。确定了最佳成膜工艺条件,通过不同气氛的热处理可控制材料的导电类型。典型膜的电阻率是4.35×10~(-1)Ω-cm,Hall迁移率是106cm~2·V~(-1)·S~(-1),载流子浓度是1.36×10~(17)cm~(-3),禁带宽度为2.23eV。讨论了膜的电阻率、透光率随热处理气氛的变化规律,初步探讨了ZnIn_2Se_4膜的导电机理,并对制作n-ZnIn_2Se_4-p-Si光伏器件作了尝试。     

低速率沉积非晶硅薄膜钝化Cz-Si片的研究

采用PECVD法在低沉积速率(1?/s)条件下制备非晶硅,双面钝化n型Cz硅片(40 mm×40 mm),钝化最好的硅片平均少子寿命值为889μs,局部最高近1600μs,用准稳态光电导法测试的平均伪开路电压i Voc达722 m V。对FTIR测试结果分析表明:非晶硅薄膜中的Si H2与Si H键的相对数量对钝化效果具有重要影响。