β-Si_3N_4涂层抗脱落性及对高效多晶硅性能的影响

采用喷涂法分别制备以α-Si_3N_4粉和β-Si_3N_4粉为原料的坩埚内壁用氮化硅涂层,进行烧结和多晶硅铸锭,利用扫描电子显微镜分析铸锭前后涂层形貌、X射线衍射分析仪分析铸锭前后涂层物相、少子寿命测试仪检测硅锭少子寿命以及红区长度等。结果表明:与α-Si_3N_4涂层相比,β-Si_3N_4涂层铸锭后高温稳定性强,与石英坩埚结合牢固,几乎无脱落现象。铸锭后α-Si_3N_4涂层颗粒呈类球形、竖直堆垛于坩埚表面,而β-Si_3N_4涂层颗粒呈六方短柱体、平行叠加于坩埚表面,恰好垂直于杂质扩散方向,故更有利于阻挡杂质的扩散。在不显著影响少子寿命的基础上,β-Si_3N_4涂层坩埚铸成的硅锭边缘红区更短、成品率更高。

不同Si_3N_4相涂层坩埚中全熔多晶硅锭的制备及表征

以α-Si_3N_4和β-Si_3N_4粉为原料,采用免烧结工艺在坩埚内壁上分别制备了α-Si_3N_4涂层、β-Si_3N_4涂层以及二者质量比为1∶1的复合涂层,然后在这些涂层坩埚中制备得到了多晶硅铸锭,观察了涂层和硅锭的表面形貌,测试了硅锭的表面粗糙度、晶粒大小以及红区长度。结果表明:α-Si_3N_4涂层表面粗糙不平、起伏不均匀,对应硅锭的表面粗糙度和晶粒尺寸最大,红区最长;β-Si_3N_4涂层表面较平整且起伏均匀,对应硅锭的表面粗糙度最小,晶粒尺寸较小,红区最短;复合涂层的表面粗糙度介于上述二者之间,对应硅锭的晶粒尺寸最小,红区长度介于二者之间。

热处理温度对铸造多晶硅棒切割性能与电性能的影响

采用箱式气氛炉对铸造多晶硅棒进行热处理,研究了热处理温度对多晶硅方棒硬度、切割性能的影响。结果表明,经800、1000、1100℃热处理5h后多晶硅方棒硬度提高,而1150℃处理后,硬度开始下降,1200℃处理后硬度明显下降。经1200℃以上处理后多晶硅方棒切割性能优良,在使用金刚线切片机切割过程中,线痕、崩边、总厚度偏差(TTV)等现象明显得到改善。然而,经上述工艺热处理的多晶硅棒经常规工艺制成的电池片光电转换效率显著下降,这可能是热处理过程中气氛炉保温材料中的杂质元素扩散至方棒中,影响了电池的光电转换效率。

表面化学处理对铸造多晶硅棒表面形貌及切割性能的影响

使用KOH溶液对铸造多晶硅硅棒表面进行腐蚀,并用H2O2溶液进行氧化处理,研究了温度和KOH溶液浓度对硅棒的腐蚀程度以及不同温度的30%的H2O2溶液对腐蚀后的硅棒的氧化效果,并对其切割性能进行了研究。结果表明,硅棒在65℃、质量浓度为20%的KOH溶液中腐蚀2min后效果最好;腐蚀后的硅棒在55℃的30%的H2O2溶液中浸泡8min后的表面氧化程度最高。使用腐蚀和氧化效果最好的溶液配比处理硅棒,在使用金刚线切片机切割后硅棒崩边比例下降了87%。