掺Sn改善UMG-Si铸锭中铁对少子寿命的影响作用

为削弱有害杂质元素Fe对多晶硅性能的影响,采用Si-Sn微合金化的途径,研究Sn对不同Fe污染程度时提纯多晶硅(UMG-Si)定向凝固后少子寿命的变化。掺入30ppmw或100ppmw Fe杂质后,在Sn元素含量分别为0ppmw、15ppmw、30ppmw、50ppmw时,测试定向凝固多晶硅少子寿命变化。随着Fe含量增加硅锭少子寿命减少,初始杂质Fe含量为0ppmw、30ppmw、100ppmw时,硅锭中部平均少子寿命分别为0.81μs、0.52μs和0.40μs。掺入适量的Sn元素,能有效削弱杂质Fe的危害,提高少子寿命。当初始Fe含量为30ppmw时,掺入Sn为15ppmw、30ppmw后,硅锭中部平均少子寿命提高23%、25%。当Fe含量为100ppmw时,掺入Sn含量为15ppmw、30ppmw、50ppmw后,少子寿命可提高40%、50%、40%。原子半径比Si大的Sn原子引入晶格应力,抑制间隙原子Fe成核、阻碍Fe扩散,有效减少杂质Fe的危害。     

湿法去除N型硅硼扩散过程形成的富硼层

硼扩散被广泛应用于n型硅基的p-n结制结工艺,然而硼扩散难免会在硅片表面形成一层很薄的的富硼层,该层由于富集无活性硼原子会严重影响电池性能。本研究制备HF-HNO3化学腐蚀液来去除富硼层,采用该方法去除富硼层后的硅片少子寿命从26.829μs增加到69.106μs;WCT-120测得一个光照下Voc从610mv增加到了625mv,发射极饱和电流密度显著降低;去除富硼层后的方块电阻均匀性表现良好,甚至比采用传统后氧化法更具优势。虽然反射率有细微增加,但是对于镀完氮化硅减反膜后腐蚀所带来的反射率升高只有0.13%,因此,认为该方法可以成功应用到富硼层的去除中。     

水平辊式扩散制备太阳电池

介绍了采用水平辊式扩散工艺制备出了效率大于17%的多晶硅太阳电池;采用五点法测量电池的方块电阻结果较管式扩散均匀性有提升;少子寿命在20μs以上;ECV结果表明辊式扩散易容易实现浅结扩散。     

二氧化硅纳米球对硼酸源扩散形成p+硅层性能的影响

为了提高B扩散掺杂层的性能,提出了用含有二氧化硅纳米球的硼酸溶液作为硼源对硅片进行扩散的方法。采用扫描电子显微镜、四探针和少子寿命测试等技术研究了SiO_2纳米球对硼酸源扩散形成p~+硅层性能的影响。综合分析发现,与未添加SiO_2纳米球相比,扩散后生成的富硼层厚度明显减小,由130nm降低到15nm;同时,扩散的均匀性由88.17%提高到了96.79%。此外,添加SiO_2纳米球进行扩散后p-n结深有所减小,少数载流子寿命明显提高。研究结果表明,SiO_2纳米球可以显著提高液态硼源扩散掺杂形成p~+硅层的性能。     

磁场方向对碱腐蚀构建多晶硅绒面结构的影响

在零磁场和2T、4T磁场中用NaOH溶液腐蚀制备多晶硅绒面结构,样品板平面分别平行和垂直于磁场放置。用电子天平称重表征硅片的腐蚀程度、用奥林巴斯LEXT OLS4100共聚焦显微镜观察多晶硅片形貌、用Ocean Optics USB4000光谱仪测量多晶硅片的反射率、用WT-1200硅片测试仪测量样品的少子寿命,研究了磁场方向对碱腐蚀构建多晶硅绒面结构的影响。结果表明：随着磁感应强度的提高多晶硅片的腐蚀程度严重,绒面结构变得均匀和细腻,反射率降低;在磁感应强度相同的条件下碱液中沿着磁场方向运动的OH^-离子不受磁场力作用,而运动方向与磁场方向不完全一致的OH^-离子受磁场产生的Lorenz力作用。Lorenz力使板平面垂直于磁场方向的硅片样品腐蚀程度更加严重、绒面和断层状结构细腻程度更加显著、少子的寿命更长、反射率更低。磁感应强度为4T时反射率降低到14.5%,在用碱液腐蚀制备多晶硅绒面结构过程中施加强磁场,板平面垂直磁场方向放置硅片减反射效果更加显著。     

淀积在硅片上起杂质吸除用的多晶硅的研究

在器件的高温工艺过程中多晶硅再结晶,晶粒不断地长大,多晶硅层厚因高温氧化而减薄直到完全耗尽。在多晶硅层完全去除后在硅衬底中诱生出高密度的氧化层错超吸除中心作用。多晶硅能促进硅片内的氧沉淀成核和生长,起内吸杂作用。本文提出了多晶硅持续吸杂的机理。     

射频磁控溅射室温下制备ITO薄膜的光学性能研究

靶材为铟锡氧化物(In2O3:SnO2=1:1),用射频磁控溅射法在低温下制备了光电性能优良的ITO薄膜.质量流量计调节Ar气压强为0.2～3.0Pa,氧流量为0～10sccm,并详细探讨了溅射时氩气压强和氧流量变化对ITO薄膜光学性能的影响.结果表明:溅射Ar气压强为0.8Pa,氧流量为2.4sccm时,薄膜的折射率最低n=1.97,较接近增透膜的光学匹配.薄膜厚度为241.5nm时,薄膜的最大透过率为89.4%(包括玻璃基体),方阻为75.9Ω/□,电导率为8.8×10-4Ω·cm.     

多晶硅太阳电池表面激光织构工艺研究

采用激光刻蚀,辅以化学溶液腐蚀对多晶硅片进行了表面织构.利用扫描电镜(SEM)、Helios LAB-rc反射率测试仪和Semilab WT2000少子寿命仪对样品进行了表征.结果表明,多晶硅表面经激光织构后表现出很好的陷光效果,反射率降低为8.0％.激光织构使硅片的少子寿命缩短,通过沉积Al2O3钝化薄膜可改善多晶硅片的电学性能.     

多晶硅太阳电池双层SiN_x镀膜工艺研究

采用PECVD法,通过优化工艺参数,创新性地在多晶硅表面沉积了双层SiNx膜,并对其少子寿命、反射率及电性能进行分析。结果表明,对比传统多晶硅太阳电池生产采用的单层SiNx镀膜工艺,本工艺可有效延长多晶硅少子寿命、增强光谱吸收、降低多晶硅的表面反射率,其电性能明显提高,中短路电流提高了100mA,光电转换效率提高了1.34%。     

α-SiO_x∶H钝化Cz-Si表面的工艺优化与机制分析

氢化非晶氧化硅(α-SiOx∶H)是一种优质的硅片表面钝化材料。采用PECVD法,以SiH4、CO2和H2作为气源制备α-SiOx∶H薄膜钝化Cz-Si表面,研究了沉积气压和CO2∶SiH4流量比对钝化效果的影响规律及作用机制。采用准稳态光电导法测试了硅片的有效少子寿命并依此计算出其表面复合速率以对薄膜的钝化效果进行定量表征,采用光谱型椭偏仪测试了样品的介电常数虚部ε2谱对样品微观结构进行了定性分析。结果表明,(1)在所研究范围内,氧掺入非晶硅薄膜使得薄膜结构趋向非晶化,沉积气压主要对薄膜中的空位浓度造成影响,而CO2/SiH4流量比的增加可增加薄膜中的H含量并改变了硅氢键的结构,从而影响薄膜的钝化效果;(2)在CO2/SiH4流量比为3.0/3.0mL/min,沉积气压为22Pa条件下获得了最优钝化效果,钝化后硅片有效少子寿命为975μs,表面复合速率为3.9cm/s。