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《晶體硅太陽(yáng)電池?cái)U(kuò)散工藝.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在PPT專區(qū)-天天文庫(kù)。
1、中山大學(xué)暑期進(jìn)修小組晶體硅太陽(yáng)電池?cái)U(kuò)散工藝摻磷摻硼本征半導(dǎo)體導(dǎo)電性能較差，為了滿足應(yīng)用需求，一般進(jìn)行p型或n型摻雜p-n結(jié)，濃度梯度分布POCl3擴(kuò)散1.物質(zhì)擴(kuò)散原理高濃度區(qū)域低濃度區(qū)域Fick的擴(kuò)散第一定律濃度梯度Fick的擴(kuò)散第二定律2.POCl3擴(kuò)散原理三氯氧磷是無(wú)色透明的液體，具有強(qiáng)烈的刺激性氣味，有毒，密度為1．67，熔點(diǎn)2℃，沸點(diǎn)105.3℃，在潮濕空氣中發(fā)煙，易水解。因此，使用三氯氧磷源時(shí)，須注意盛源瓶的密封。三氯氧磷極易揮發(fā)，蒸氣壓高。三氯氧磷是有窒息性氣味的毒性液體，所以，要求擴(kuò)散系統(tǒng)必須有很好的密封性。特別是盛源瓶的進(jìn)出口兩端要用
2、聚四氟乙烯或聚氯乙烯管道來(lái)連接。接口處用封口膠封閉。系統(tǒng)應(yīng)保持清潔和干燥。當(dāng)三氯氧磷呈現(xiàn)淡黃色時(shí)，就不能使用。跟水發(fā)生反應(yīng)POCl3+3H2O=H3PO4+3HCl加源，清洗源瓶應(yīng)杜絕沾上水。POCl3在高溫下（T>600℃）可以分解生成五氯化磷（PCl5）和五氧化二磷（P2O5），其反應(yīng)的方程式如下：5POCl3=3PCl5+P2O5生成的P2O5在擴(kuò)散溫度下與硅（Si）發(fā)生反應(yīng)，生成二氧化硅和磷原子，其反應(yīng)式如下：2P2O5+5Si=5SiO2+4P在沒有氧的參與下的時(shí)候，POCl3的分解是不夠充分的，生成的PCl5是不易分解的，而且它還會(huì)對(duì)硅片
3、有腐蝕的作用，破壞硅片表面的狀態(tài)。當(dāng)氧氣的量是充足的時(shí)候，第一步生產(chǎn)的PCl5會(huì)進(jìn)一步分解成P2O5并放出氯氣。4PCl5+5O2=2P2O5+10Cl2生成的P2O5又會(huì)進(jìn)一步與硅發(fā)生作用，生成SiO2和磷原子。P2O5+Si=4P+5SiO2由此可見，通入一定流量的氧氣可以使PCl5充分分解和避免PCl5對(duì)硅片表面的腐蝕作用。一般的情況下，當(dāng)氧氣的量是比較充足的時(shí)候，POCl3會(huì)發(fā)生熱分解：4POCl3+3O2（過(guò)量）——2P2O5+6Cl2（氣體）POCl3分解產(chǎn)生的P2O5與硅發(fā)生反應(yīng)生存SiO2和磷原子，所以擴(kuò)散的過(guò)程中，硅片的表面上會(huì)形成
4、一層由P2O5和SiO2組成的磷硅玻璃（PSG），這層磷硅玻璃會(huì)限制外面的擴(kuò)散源向硅的內(nèi)部擴(kuò)散，但是硅表面上形成的磷卻是可以向硅片內(nèi)部擴(kuò)散的PSG的厚度3.擴(kuò)散的步驟進(jìn)舟穩(wěn)定溫度通氧降低表面死層低溫沉積提高摻雜均勻性高溫沉積推結(jié)降溫退舟典型擴(kuò)散工藝步數(shù)時(shí)間（分）溫度O2大N2小N2115830830830830830102108308308308308301.58.43108308308308308541.56.80.9458638638788588661.58.60.95158638638788588661.58.60.965.5830830830
5、8308301.597157607607607607601081583083083083083010溫區(qū)補(bǔ)償4.擴(kuò)散方塊電阻在太陽(yáng)電池?cái)U(kuò)散工藝中，擴(kuò)散層薄層電阻,即方塊電阻是反映擴(kuò)散層質(zhì)量是否符合設(shè)計(jì)要求的重要指標(biāo)。方塊電阻的定義考慮一塊長(zhǎng)為l、寬為a、厚為t的薄層如右圖。如果該薄層材料的電阻率為ρ，則該整個(gè)薄層的電阻為當(dāng)l=a（即為一個(gè)方塊）時(shí)，R=ρ/t?？梢?，（ρ/t）代表一個(gè)方塊的電阻，故稱為方塊電阻，特記為R□=ρ/t(Ω/□)16擴(kuò)散層薄層電阻的測(cè)試目前生產(chǎn)中，測(cè)量擴(kuò)散層薄層電阻廣泛采用四探針法。測(cè)量裝置示意圖如圖所示。圖中直線陳列四根金
6、屬探針（一般用鎢絲腐蝕而成）排列在彼此相距為S一直線上，并且要求探針同時(shí)與樣品表面接觸良好，外面一對(duì)探針用來(lái)通電流、當(dāng)有電流注入時(shí)，樣品內(nèi)部各點(diǎn)將產(chǎn)生電位，里面一對(duì)探針用來(lái)測(cè)量2、3點(diǎn)間的電位差。174.擴(kuò)散方塊電阻四探針測(cè)試片內(nèi)不均勻度<5%，片間不均勻度<10%.典型方塊電阻：50-55?/□for單晶硅電池60-65?/□for多晶硅電池單晶，多晶擴(kuò)散差異擴(kuò)散方阻的片內(nèi)不均勻WT2000方阻均勻性影響因素工藝總氣體流量勻流板的分流設(shè)計(jì)廢氣排放位置排風(fēng)量大小管內(nèi)氣氛的穩(wěn)定性，壓強(qiáng)勻流板大小等離爐門的位置（針對(duì)開管爐）影響氣氛的穩(wěn)定性5.p-n結(jié)構(gòu)
7、雜質(zhì)濃度分布ECV簡(jiǎn)介p-n結(jié)構(gòu)雜質(zhì)濃度分布ECV余誤差分布Plateautail>1x1020/cm3<5x1019/cm3過(guò)鍍區(qū)濃度分布曲線簡(jiǎn)化示意圖YujiKomatsu兩條高斯分布曲線疊加為什么會(huì)形成這種形狀的濃度分布6.不同方塊電阻的濃度分布7.擴(kuò)散片少子壽命檢測(cè)~40?/□9.464us~50?/□13.203us~55-60?/□17.25us8.表面摻雜濃度對(duì)電池光譜響應(yīng)的影響MeasurebyCHEN表面輕摻雜濃度顯著提高短波段光譜響應(yīng)表面輕摻雜減少死層9.p-n結(jié)載流子復(fù)合p-n結(jié)構(gòu)飽和電流密度Joe反映了其載流子復(fù)合程度。Pla
8、teautailsurface10.p-n結(jié)載流子復(fù)合V.Nguyen11.擴(kuò)散與鍍膜工藝的關(guān)聯(lián)1.調(diào)整鍍膜
