晶体硅金字塔绒面结构圆化对其光反射率和非晶硅薄膜钝化效果的影响

(001)晶体硅金字塔绒面结构圆化有提高光反射率与提高非晶硅薄膜钝化效果的相互矛盾的双重作用,定量了解它们对优化非晶硅/晶体硅异质结太阳电池的绒面结构圆化程度很有必要。本文以表面粗糙度Rz相对下降百分数定量表征晶体硅衬底表面金字塔绒面结构圆化程度DR,研究了DR值对等离子体化学气相沉积氢化本征非晶硅薄膜钝化效果的改善作用,发现除圆化初期效果异常高以外,二者之间基本呈线性正比关系;相对改善作用随钝化膜变薄而显著提高。同时测定了DR值对金字塔绒面光反射率的影响,发现反射率基本随DR值线性增大。典型结果为:6%绒面结构圆化程度下,金字塔绒面的光反射率绝对值提高3%;其表面7 nm厚的氢化本征非晶硅薄膜可达到使硅片少数载流子寿命相对未圆化绒面样品提高260%。

低速率沉积非晶硅薄膜钝化Cz-Si片的研究

采用PECVD法在低沉积速率(<1?/s)条件下制备非晶硅,双面钝化n型Cz硅片(40 mm×40 mm),钝化最好的硅片平均少子寿命值为889μs,局部最高近1600μs,用准稳态光电导法测试的平均伪开路电压i Voc达722 m V。对FTIR测试结果分析表明:非晶硅薄膜中的Si H2与Si H键的相对数量对钝化效果具有重要影响。

第12届中国光伏大会暨国际光伏展览会优秀论文选登(十) PECVD法非晶硅薄膜对太阳能级n型直拉单晶硅片钝化效果的研究

研究了优等化离子体化气相学沉积法(PECVD)在太阳能级n型直拉单晶(Cz)硅衬底上沉积i-a-Si:H薄膜工艺,得到较好的钝化效果。分析了气体流量和温度、气压等工艺参数对薄膜沉积和硅片钝化效果的影响。通过优化参数,钝化后在太阳能级n型Cz硅片(40×40mm)平均少子寿命值在800μs以上,局部在1500μs以上,得到了钝化后平均表面复合速率S<9.4cm/s的优良钝化效果;若硅片τbulk为2ms,则S<5.6cm/s。

α-SiO_x∶H钝化Cz-Si表面的工艺优化与机制分析

氢化非晶氧化硅(α-SiOx∶H)是一种优质的硅片表面钝化材料。采用PECVD法,以SiH4、CO2和H2作为气源制备α-SiOx∶H薄膜钝化Cz-Si表面,研究了沉积气压和CO2∶SiH4流量比对钝化效果的影响规律及作用机制。采用准稳态光电导法测试了硅片的有效少子寿命并依此计算出其表面复合速率以对薄膜的钝化效果进行定量表征,采用光谱型椭偏仪测试了样品的介电常数虚部ε2谱对样品微观结构进行了定性分析。结果表明,(1)在所研究范围内,氧掺入非晶硅薄膜使得薄膜结构趋向非晶化,沉积气压主要对薄膜中的空位浓度造成影响,而CO2/SiH4流量比的增加可增加薄膜中的H含量并改变了硅氢键的结构,从而影响薄膜的钝化效果;(2)在CO2/SiH4流量比为3.0/3.0mL/min,沉积气压为22Pa条件下获得了最优钝化效果,钝化后硅片有效少子寿命为975μs,表面复合速率为3.9cm/s。

坩埚厚度对多晶硅定向凝固的影响

运用Comsol Multiphysics有限元软件对多晶硅的定向凝固过程进行了模拟,分析了不同坩埚厚度(15、20、25 mm)对多晶硅熔化、结晶过程及晶体热应力的影响。结果表明:当坩埚厚度为15 mm时,熔化所需要的时间最短,比坩埚厚度为20 mm和25 mm时分别少31 min和74 min;结晶初期,坩埚厚度为25 mm时的固液界面最为平坦,最有利于晶体的生长;多晶硅晶体底部边缘和顶部边缘区热应力高;坩埚厚度为15 mm时,晶体内热应力最大,且随着坩埚厚度的增大,两个区域的应力都减小。

铸造多晶硅中氧与碳在连续冷却中的沉淀研究

实验结果显示,铸造多晶硅经1350℃加热1h后在高达10℃/s的速率下冷却仍会产生氧沉淀和热施主,生成氧沉淀的量和热施主的浓度在0.017～10℃/s范围内随冷却速率的增大而减少;与等温过程相比,连续冷却中的氧沉淀和热施主形成速率明显提高;碳在低至0.017℃/s冷却速率下也基本不发生沉淀析出。多晶硅片的少子寿命随冷却速率的增大而减小。基于硅中氧、碳的结构状态与扩散性质对上述沉淀动力学特征及其对多晶硅电学性能的影响进行了讨论。

a-Si:H基薄膜中SiH及SiH_2键构成对n型直拉单晶硅片钝化效果的影响研究

n型单晶硅表面本征非晶硅基薄膜（a-Si∶H）的钝化作用是高效率非晶硅/晶体硅异质结太阳电池的关键。本文采用掺氧和热处理的方式改变本征非晶硅基薄膜（a-Si∶H）样品中SiH和SiH2键构成,利用Sinton WCT-120少子寿命测试仪及傅里叶红外光谱测试仪分析样品性能,研究SiH和SiH2键构成对n型直拉单晶硅片（n-Cz-Si）表面钝化效果的影响。结果表明：1掺氧和热处理均会增加a-Si∶H中SiH2键相对于SiH键的比例;2在200-350℃范围内,随着热处理温度的升高,薄膜中SiH2键相对于SiH键的比例增加,薄膜对n-Cz-Si的钝化效果先变好,在275℃时达到极值后变差;3a-Si∶H薄膜中SiH2键和SiH键的相对含量对n-Cz-Si表面的钝化效果有直接的影响,根据实验结果,SiH2与SiH键相对含量在一定范围时钝化效果最好,过高或过低均不利于钝化。

降温速率对升级冶金硅定向凝固生长多晶硅少子寿命的影响

对经过前期提纯的冶金级硅料进行一次性定向凝固生长多晶硅铸锭,研究了长晶阶段降温速率对多晶硅少子寿命的影响。结果显示降温速率越低,获得多晶硅少子寿命越高,但降温速率低到一定程度时,少子寿命反而会降低。通过测试生长多晶硅硅锭曲率半径、晶体结构等数据,分析了该现象的产生原因。这将有助于升级冶金硅一次性定向凝固生长多晶硅铸锭的生产应用。

轴向磁场下多晶硅定向凝固研究

利用有限元软件COMSOL Multiphysics对多晶硅定向凝固过程进行二维数值模拟,研究轴向磁场对多晶硅定向凝固的影响。模拟结果显示,未加磁场时多晶硅固液界面的等温线是下凹的;当线圈中加以不同的电流进行磁场模拟时,发现轴向磁场能够有效地抑制硅熔体对流,进而影响结晶时的固液界面。随着电流的增大,熔体最大流速减小,最大洛伦兹力也增大。通过试验验证,相同的工艺条件,在磁场作用下相比于没有磁场时硅锭的界面由下凹变得平滑。

冶金级硅料在高温处理中的金属杂质表面偏聚

实验研究了经酸洗除杂的冶金级硅粉在空气中进行高温处理以再次造成表面杂质偏聚,然后继以二次酸洗去吸附除杂的方法。结果表明这种方法因其硅粉表面形成的硅氧化物进一步提高了金属杂质表面扩散偏聚的能力,比保护气氛条件下的高温处理有更好的偏聚效果,二次酸洗后金属杂质含量进一步降低。

高介电材料在电化学储能中的应用

高介电材料以其独特的介电性能,在电化学储能如粘结剂、固态聚合物(基)电解质、人工介电层、隔膜、活性物质改性剂等方面获得广泛的应用。以相关应用场景为出发点,围绕高介电材料的应用形式、作用机制等,对高介电材料在电化学储能领域的应用现状与趋势进行了全面的阐述和分析。

多晶硅晶体生长中固-液界面研究进展

论述了多晶硅晶体生长技术的研究现状,探讨了多晶硅在定向凝固过程中的生长机制,重点阐述了多晶硅定向生长中固-液界面的形貌、杂质分布、数学模型、数值模拟以及外场对界面调控的影响,归纳总结目前国内外多晶硅生长界面的研究现状,展望了多晶硅晶体生长过程中固-液界面调控技术的发展前景。