硅片电池位错.pdf

位错对电池影响 位错是什么？ 晶体内部结构中的质点 （原子、离子、分子、原子团）有规则地在三维空 间呈周期性重复排列，组成一定形式的晶格，外形上表现为一定形状的几何多 面体。 晶体缺陷分类及特征： •特征是三维空间的各个方面上尺寸都很小，尺寸范围约为一个或几个原 点缺陷 子尺度，又称零维缺陷，包括空位、间隙原子、杂质和溶质原子。 •特征是在两个方向上尺寸很小,另外一个方面上很大，又称一维缺陷，如 线缺陷 各类位错。 •特征是在一个方面上尺寸很小,另外两个方面上很大，又称二维缺陷，包 面缺陷 括表面、晶界、亚晶界、相界、孪晶界等。 位错 位错 （dislocation）是一种线缺陷,它是晶体中某处一列或若干列原子发生了有规律错排现 象；错排区是细长的管状畸变区,长度可达几百至几万个原子间距,宽仅几个原子间距。 位错的类型： 刃型位错 螺型位错 混合位错 （edge dislocation ） （screw dislocation ） （mixed dislocation ） 位错的攀移  位错的攀移：指在热缺陷或外力作用下，位错线在垂直其滑移面方向上的运 动，结果导致晶体中空位或间隙质点的增殖或减少。攀移的实质是多余半原 子面的伸长或缩短。  刃位错：除可在滑移面上滑移外，还可在垂直滑移面的方向上进行攀移运动。  螺位错：没有多余半原子面，故无攀移运动。  常把多余半原子面向上移动称正攀移，向下移动称负攀移。 4 位错-应力 工艺技术部 5 位错的性质 位错性质 （1）晶体中原子排列的一种线性缺陷，位错形状可以是任意的空间曲线， 有一定宽度的管道。 （2）位错线在晶体中形成封闭的曲线；自由界面对位错是吸引作用。 位错只能终止在晶体的界面或表面上。 （3）位错把晶体中变形部分与未变形部分区别开，这两部分都是完整晶体。 （4）在位错线附近有原子错排，错排程度距位错越远越小。 位错对晶体质量的影响：位错捕获电子，使载流于数目△n减少 6 PL图片 硅片经过电池的PECVD 钝化后，缺陷降低。 7 位错密度与少子寿命 高效多晶的趋势是降低硅块的位错密度，改善晶体结构，实现较好的少子寿命分布。 位错密度与少子寿命的关系 随位错密度的升高，电池转换效率呈下降趋势。 降低位错的途径 优化多晶炉热场及退火工艺 控制杂料质量及使用比例 优化籽晶及长晶工艺降低初始位错 10 热场优化 低于600K （327℃）温度出炉时硅锭内位错密度 不会因出炉温度变化而变化。 通过退火工艺优化实现位错密度的降低。 南昌大学-周浪教授