太阳能多晶硅锭中夹杂的物相与分布特性

多晶硅锭中经常出现硬质夹杂颗粒,严重影响线切割硅片的表面质量,严重时造成硅片切割生产中断线。我们采用光学显微镜、扫描电镜-特征X射线能谱仪、X射线衍射仪等手段对定向凝固多晶硅锭中的夹杂进行了分析。采用溶解硅基体后沉淀萃取的方法取得硅锭不同部位的夹杂。分析结果表明,硅锭中夹杂的物相主要有两种:β-SiC和β-Si3N4,SiC的数量较多;二者形貌有显著区别:前者呈不规则块状,而后者则呈平直杆状。硅锭的顶表面附近夹杂高度富集,但内部仍偶有大于100微米的较大的碳化硅夹杂颗粒出现。

太阳能多晶硅锭中硬质夹杂及其形成

多晶硅锭中常出现的硬质夹杂是造成硅片线切割生产中断线的主要原因之一，同时影响到太阳能电池片的质量。我们采用扫描电镜-特征X射线能谱仪、3D数码显微镜、傅立叶红外光谱等手段对定向凝固多晶硅断面、抛光面、溶解沉淀以及硅片中的游离碳含量进行了分析。结果表明，硅锭顶表层出现大量SiC和Si3N4夹杂，其数量随深度迅速减小；硅锭内部SiC十分稀少，尺寸也一般很小，但有时会出现大颗粒（-100μm）。硅片中游离碳含量远低于形成SiC所需临界平衡C浓度。就以上结果对SiC形成原因进行了讨论，并提出了减少SiC夹杂的建议措施。