少子寿命跟晶界与位错amp;amp; 铸造多晶硅中杂质对少子寿命的影响.doc

少子寿命跟晶界与位错。还有金属离子有关 影响少子寿命最主要的原因是重金属杂质的影响，一般都沉淀在埚底的机会大，跟电阻率一样，头部高尾部低，但没有电阻率这么稳定，如果料里金属杂质多的话，也许头部有１５，尾部只有０．０几，金属杂质的分凝系数很小，在CZ工艺中大部分金属杂质往硅棒的尾部分凝。再加上尾部位错和缺陷的，少子寿命就很低。要想少子寿命高，所以最好不要用拉过的埚底料，洗料要尽量不用与金属相接触，料的含金属杂质少拉出的东西品质一定好，目前解决的好像就是在保护气体中加入少量的氧气。 但是如果硅片在磷扩散后的少子寿命偏低，还是与金属杂质有很大关系，解决办法就是：用硅片扩散前/后清洗设备清洗。一般用于磷扩散后的片子是重掺杂的,建议不要用在其它炉管内,以免造成沾污,这种片子工艺后表面有一层氧 单片或块状硅材料 扩散形成P-N后的太阳电池（无金属电极) 少子寿命：1um-1ms 电阻率测试范围：≥0.1Ωcm 测试速度：2 seconds/point 、 铸造多晶硅中杂质对少子寿命的影响 收藏 分享 2011-1-3 14:04| 发布者: mulucky| 查看数: 655| 评论数: 0|来自: 《太阳能学报》 摘要: 　　摘要：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 ... 　　摘要：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。 　　引言 　　对于太阳电池材料，少数载流子寿命（或扩散长度）是衡量材料性能的一个重要参数。铸造多晶硅中一般存在高密度的缺陷和高浓度的杂质（如晶界、位错、氧、碳以及过渡族金属铁等）。通常这些杂质原子本身或者通过与结晶学缺陷相互作用，会成为少数载流子的复合中心，大大降低少数载流子寿命，进而影响太阳电池的转换效率。有研究表明，相比于晶界和位错，氧、铁等主要的杂质元素对硅锭中少子寿命的影响更大。因此研究铸造多晶硅中主要杂质如氧、铁及其复合体或沉淀的分布特性，研究它们对电学性能（如少子寿命）的影响，有利于生产高质量的铸造多晶硅硅锭，降低铸造多晶硅太阳电池的成本，同时也是制备高效率铸造多晶太阳电池的前提。 　　氧是铸造多晶硅材料中最主要的杂质元素，如果氧处于间隙位置，通常不显电学活性，但在晶体生长或热处理时，氧一般会形成热施主、新施主、氧沉淀以及诱生其他的晶体缺陷，还会吸引铁等金属元素，产生电活性，从而显著降低硅片的少子寿命值。另外铁也被认为铸造多晶硅中最常见的有害杂质之一。P型硅中，铁通常与硼结合成铁-硼对，铁-硼对在室温下能稳定存在，但在200℃下热处理或者强光照可以使铁-硼对分解而形成间隙铁离子和硼离子，由于间隙铁离子和铁-硼对少数载流子复合能力的不同，使得处理前后少子寿命值出现变化，从而可以建立起间隙铁浓度对应少子寿命值变化之间的关系。间隙铁浓度可以由方程：[Fei]=K·（1／tbefore一1／tafter）来决定，其中K与注入水平有关。O.Palais等人采用非接触相变技术仪（PS）对多晶硅样品进行少子寿命的分布及表面复合率的测量，并由此获得了间隙铁浓度的分布图，发现间隙铁浓度在二次缺陷处浓度较低，由于间隙铁原子与缺陷结合而形成了沉淀。由于铁在硅中的沉淀机制及分布规律较为复杂，受到各种因素包括其来源、硅锭的生长速率、冷却速率、扩散系数以及缺陷密度等多方面的影响，因此有必要对铁的分布规律，特别是铁等杂质对少子寿命的影响作进一步的研究。 　　本文应用微波光电导衰减仪（μ-PCD）以及傅立叶变换红外光谱仪（FTIR）测得了铸造多晶硅中的少子寿命的分布以及间隙氧、铁浓度曲线，并且对氧、铁等杂质在原生硅锭中不同位置处的分布对少子寿命的影响进行了研究。 　　一、实验 　　实验中所选用的铸造多晶硅原生硅锭为浙江精工太阳能有限公司生产。将锭料置于氮化硅坩埚中，采用由底部至顶部逐渐冷却凝固的方法，制得的铸造多晶硅硅锭总高度约为2lcm。沿硅锭生长方