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.     

单晶硅中过渡族金属镍对洁净区形成的影响

研究了过渡族金属镍在快速热处理作用下对直拉单晶硅中洁净区形成的影响.实验结果发现:硅中魔幻洁净区(MDZ)形成后,氧沉淀及其诱生缺陷能有效地吸杂金属镍;而沾污金属镍的硅中,随后的快速热处理工艺不能形成MDZ,硅片近表面出现大量沉淀.采用传统的内吸杂工艺,镍沾污的次序对洁净区的形成没有影响.实验表明由于硅片表面形成的镍硅化合物的晶格常数比硅小,所以在硅片近表面产生高浓度的空位,导致近表面的氧依然能够在MDZ工艺中形成沉淀.     

快速热处理工艺下直拉单晶硅中铜、镍对氧沉淀的影响

研究了快速热处理工艺下直拉单晶硅中过渡族金属铜、镍对内吸杂工艺中氧沉淀形成规律的影响.实验结果表明:在快速热处理工艺下,间隙铜对氧沉淀几乎没有影响,铜沉淀却能显著地促进氧沉淀的形成;而间隙镍或镍沉淀对氧沉淀的形成都没有影响.基于实验结果并结合氧沉淀的形核理论,对金属铜、镍对氧沉淀的影响机理进行了解释.     

铸造多晶硅的研究进展

近年来,由于低成本和高效率的优势,铸造多晶硅成为最主要的光伏材料之一。现在,其铸造工艺相对成熟：对材料的缺陷和杂质的研究日趋深化,吸杂,钝化及表面结构等技术的应用显著地发问改善了材料的电学和光学性能,实验室水平上,用铸造多晶硅材料制成的太阳电池的转换效率高达18.6%,本文详细阐述了铸造多晶硅材料的研究现状和存在问题,展望今后的发展方向。     

固结磨粒金刚石线锯技术的研究

金刚石线锯是一种对硬脆性材料进行精密、窄缝切割技术。其中,固结磨粒金刚石线锯以其切割速度快、耗材成本低及环保等优点被广泛应用于半导体和太阳能电池硅材料的切割加工中。利用目前国内现有的设备和国际上较好的金刚石线锯丝,从切割工艺参数、失效机理等方面对硅材料的固结磨粒金刚石线锯进行了试验和分析,对提高硅材料切割效率与切割质量有一定的指导意义。     

铝合金表面激光熔覆高硅涂层的组织与磨损性能

用7kW横流C02激光器在ZL101铝合金表面激光熔覆高硅涂层。探索不同激光功率熔覆对涂层质量的影响,分析涂层的微观组织,测试涂层的硬度和磨损性能。结果表明：在优化工艺参数下制备出的激光熔覆高硅涂层组织致密、无气孔和裂纹,激光熔覆层中存在大量初晶Si、α-Al树枝晶和共晶组织。涂层与基体结合区处呈现典型的外延生长特征,形成了良好的冶金结合。熔覆层的横截面硬度在HV150～320之间,是基体的2～3倍,并显著提高了基体的耐磨性能。     

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。     

热处理对氮化硅薄膜光学和电学性能的影响

使用PECVD在单晶硅硅片表面沉积了非晶氮化硅(a-SiNx∶H)薄膜,采用传统的退火炉和快速热退火炉进行了不同时间和温度下的退火比较,并研究了退火对薄膜光学性能以及材料少子寿命的影响。研究发现:氮化硅薄膜经热处理后厚度降低,折射率先升高后降低;沉积氮化硅薄膜后400℃退火可以促进氢扩散,提高少子寿命,超过400℃后氢开始逸失,衬底少子寿命急剧下降。另外,还发现RTP处理过程中氢的逸失比常规热处理快。     

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。     

硅空间太阳电池研究进展

硅空间太阳电池是目前主要的空间电源设备,正朝着50～70μm的超薄趋势发展,预示了其优良的使用性能和更为广阔的应用前景,这也对电池的转化效率、辐照性能和机械强度提出了更高的要求。较为详细地介绍了针对超薄太阳电池的掺杂剂选择,结构改进,界、表面钝化及织构等方面的研究进展,并试图分析在这些方面可能的突破口。