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1、太陽電池用多晶硅及其吸雜研究現(xiàn)狀/吳洪軍等·l35·太陽電池用多晶硅及其吸雜研究現(xiàn)狀吳洪軍,陳秀華,馬文會,梅向陽,蔣詠(1云南大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,昆明650091;2昆明理工大學(xué)真空冶金國家工程實(shí)驗(yàn)室,昆明650093)摘要綜述了幾類主要的太陽電池用多晶硅及其吸雜研究現(xiàn)狀。評述了當(dāng)前太陽電池領(lǐng)域涉及到的幾類多晶硅如鑄造多晶硅、冶金法多晶硅、西門子法多晶硅等的優(yōu)缺點(diǎn)。詳細(xì)描述了多晶硅的吸雜類型、吸雜過程、吸雜影響因素等。給出了本課題組關(guān)于冶金法多晶硅吸雜實(shí)驗(yàn)的一些初步研究結(jié)果。展望了多晶硅及其吸雜技術(shù)的發(fā)展。關(guān)鍵詞多晶硅太陽電池吸雜中圖分類號:TN304.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼:ARe
2、searchStatusontheMulti-crystallineSiliconforSolarCellsandItsGetteringTechnologyWUHongjun,CHENXiuhua,MAWenhui,MEIXiangyang,JIANGYong(1FacultyofPhysicalScienceandTechnology,YunnanUniversity,Kunming650091;2NationalEngineeringLaboratoryofVacuumMetallurgy,KunmingUniversityofScienceandTechnology,Ku
3、nming650093)AbstractResearchstatusonseveralmaintypesofmulti—crystallinesiliconforsolarcellsandtheirgetteringtechnologyaresummarized.Theadvantagesanddisadvantagesofseveralkindsofmulti-crystallinesilicon(mc-Si)forsolarcellssuchascastingmc—Si,metallurgicalmethodmc-Si,Siemensmethodmc-Siarereviewe
4、d.Thetypesofgette—ring,getteringprocessesandimpactfactorsofgetteringaredescribed.Furthermore,somepreliminaryfindingsofourgroupaboutgetteringofmetallurgicalmethodmc'-Siaregiven.Thedevelopmentalprospectsofmc-Sianditsgetteringtechnologyareputforward.Keywordsmulti—crystallinesilicon,solarcells,ge
5、ttering0引言還沒有形成統(tǒng)一的定論和完整的理論。1太陽電池用多晶硅近年來,多晶硅太陽電池憑借其易制成方形基片、可組件排列、價(jià)格低廉且轉(zhuǎn)換效率較高等優(yōu)點(diǎn)在光伏領(lǐng)域中占據(jù)太陽電池用多晶硅,其純度一般在6~7N,純度太高反著主要地位。但多晶硅中有較高密度的晶界、位錯(cuò)、微缺陷而不能制作成電池_3;另外,為降低成本,以后做電池用的多及金屬雜質(zhì)。這些結(jié)構(gòu)缺陷與金屬雜質(zhì)特別是鐵、鈷、鎳、銅晶硅片子會隨著技術(shù)的提高而越來越薄,其極限厚度約為等重金屬雜質(zhì)相互作用會對電池的電學(xué)性能產(chǎn)生嚴(yán)重影響。50/~m,目前所采用的片子厚度為160#m左右[4]。太陽電池晶界、位錯(cuò)一般可通過退火消除,金屬雜
6、質(zhì)則可通過吸雜去領(lǐng)域涉及到的多晶硅主要有鑄造多晶硅、冶金法多晶硅、西除]。門子法多晶硅等,具體信息如表1所示。吸雜分為內(nèi)吸雜和外吸雜,內(nèi)吸雜就是利用硅中氧沉積1.1鑄造多晶硅及其缺陷所產(chǎn)生的缺陷作用將雜質(zhì)束縛在硅體內(nèi),從而在硅表面形成鑄造多晶硅是通過對硅原料進(jìn)行重熔鑄錠而成。硅原一層潔凈區(qū)域,通常用于Ic領(lǐng)域。外吸雜,也稱為非本征吸料主要有兩種:其一,半導(dǎo)體工業(yè)制備單晶硅剩下的頭尾料、雜,主要是在硅片表面引入雜質(zhì)、損傷或沉積某種薄膜等,由鍋底料以及沒制備成功而產(chǎn)生的廢料;其二,原生多晶硅(純此產(chǎn)生的雜質(zhì)、缺陷或應(yīng)力作用把硅片體內(nèi)的雜質(zhì)吸到表度在9N以上的西門子法多晶硅)與半導(dǎo)體工
7、業(yè)廢料或高純面,然后去掉吸雜層以達(dá)到徹底除雜的目的。多晶硅太陽電金屬硅(純度在4N以上的多晶硅)按一定比例混摻,這是由池作為體器件,其吸雜必須采用外吸雜,這在多晶硅太陽電于光伏產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展導(dǎo)致半導(dǎo)體工業(yè)邊角廢料生產(chǎn)的多池制備中也是一道必須的工藝。晶硅遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求,于是,有的企業(yè)便采取這種方式來目前,國內(nèi)外關(guān)于多晶硅的吸雜研究還遠(yuǎn)不夠系統(tǒng),近獲得生產(chǎn)電池用的多晶硅c8]。年來,有關(guān)這方面研究的文獻(xiàn)報(bào)道更是很少,所以在這方面鑄造多晶硅中存在著較多的雜質(zhì)、位錯(cuò)及晶界等缺陷。*國家