太阳电池用直拉硅单晶中氧沉淀的研究.pdf

第 卷 第 期 太 阳 能 学 报 %% . ABC 1%%，:B 1. 年 月 %$$# #$ ， -8+- 9:9;=-9 ?@-;= =:=8- ?4D 1 %$$# !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 文章编号： （ ） !#$!!!% !!’ !$!!(%)!!# 太阳电池用直拉硅单晶中氧沉淀的研究! 王莉蓉，杨德仁，应 啸，李先杭 （浙江大学硅材料国家重点实验室，杭州#$$% ） 摘 要：主要通过单步退火与二步退火的方法，借助于红外光谱仪、扫描电镜等研究了太阳电池用直拉硅单晶中氧 沉淀性质，发现太阳电池用直拉硅单晶氧沉淀的过程不同于微电子用直拉硅单晶，尽管碳浓度很高，经过单步退火 处理没有氧沉淀生成。这被认为由于晶体生长速度快等原因，太阳能用硅单晶的原生氧沉淀很少，氧沉淀缺乏原 始核心的缘故。而经过’$(预退火，生成氧沉淀核心，太阳能用硅单晶中也有大量的氧沉淀产生。研究表明，如 果太阳电池工艺中硅片仅经)$$ * ##$$( 的单步热处理，太阳能用直拉硅单晶中的氧可能对太阳电池的效率没有 影响。 关键词：太阳电池；氧沉淀；退火；硅 中图分类号： 文献标识码： +,’# - ! 引 言 本文主要通过单步退火与二步退火的方法，研 究太阳电池用直拉硅单晶中氧沉淀性质，发现其氧 太阳能作为一种清洁无污染的能源，发展前景 沉淀的过程具有不同于微电子用直拉硅单晶的特 非常广阔。光电转换是太阳能利用技术中的重要能 点。 量转换方式之一。作为商业用的太阳电池，晶体硅 太阳电池从技术、工艺上讲都最为成熟，产量也最 ’ 实验方法 ［］ 大 # 。一般而言，晶体硅太阳电池的研究重点是大 ’* ’ 样片 ［］ % 面积、低成本、新结构和高效率，并趋向于薄片化 。 太阳电池用同一晶锭直拉硅单晶头部和尾部样 直拉硅单晶是硅太阳电池的主要材料，由于石 品（型）各数片，晶向指数为〈 〉，在相邻部位分别 0 #$$ 英坩埚的污染，直拉硅单晶中将不可避免地引入氧 取为厚片和薄片两种。其中经抛光后厚片厚度为 杂质，成为太阳能用直拉硅单晶中的主要杂质。而 #12$33，薄片厚度为’$ 3。为做对比实验，另取微 氧在晶体生长和器件制备的热工艺过程中，会形成 电子工业用普通直拉硅单晶同一晶锭上头部和尾部 ［，］ 氧沉淀及二次缺陷 . ，对硅材料及器件的电学和机 样片各两片，厚度为 。电阻率在 · 。 % 1 #)33 # * #$ # 43 械性能均有影响，故在微电子用直拉硅单晶中被广 ’* 实验步骤 ［］ 泛的研究’ 。但是，在太阳能电池用直拉硅单晶的 #）单步退火 热历史