用微波光電導(dǎo)衰減儀(μ2PCD) 研究了不同溫度和時(shí)間的恒溫和變溫磷吸雜處理對(duì)鑄造多晶硅片電學(xué)性能的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn): 變溫吸雜明顯優(yōu)于恒溫吸雜,特別是對(duì)原生高質(zhì)量多晶硅; 其優(yōu)化的變溫磷吸雜工藝為1000 ℃P015h + 700 ℃P115h ;而在高溫恒溫吸雜中,多晶硅少子壽命值反而顯著下降。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明:磷吸雜效果主要是與過(guò)渡族金屬的溶解、擴(kuò)散和分凝有關(guān)。
鑄造多晶硅因其較高的性?xún)r(jià)比已成為太陽(yáng)電池最重要的原材料。但與單晶硅相比,它有較高密度的晶界、位錯(cuò)、微缺陷等結(jié)構(gòu)缺陷和大量的金屬雜質(zhì)(特別是過(guò)渡族金屬[1 ] ) ,從而導(dǎo)致鑄造多晶硅太陽(yáng)電池效率低于直拉單晶硅電池效率。
J1 Chun 等人[2 ] 通過(guò)電子束誘生電流( EBIC) 研究發(fā)現(xiàn),在室溫下干凈的晶界對(duì)少數(shù)載流子只具有很弱的復(fù)合活性;Higgs 等人[3 ] 發(fā)現(xiàn)純凈的位錯(cuò)也幾乎沒(méi)有復(fù)合活性。但這些晶界等結(jié)構(gòu)缺陷與過(guò)渡族金屬相互作用卻極大地降低了器件的電學(xué)性能,從而降低了太陽(yáng)電池的轉(zhuǎn)換效率[4 ] 。在太陽(yáng)電池的生產(chǎn)工藝中,制備P2N 結(jié)的同時(shí),可以用磷吸雜的方法來(lái)吸除電池體內(nèi)的過(guò)渡族金屬雜質(zhì),從而大幅度地提高電池的轉(zhuǎn)化效率[5 ,6 ] 。因此磷吸雜成為制備低成本、高效率晶體硅太陽(yáng)電池的關(guān)鍵步驟之一。在近20 余年中,人們主要研究了恒溫磷吸雜的效果和機(jī)理,卻很少有人研究變溫磷吸雜的效果。本文通過(guò)比較恒溫磷吸雜和變溫磷吸雜的不同,發(fā)現(xiàn)變溫吸雜比恒溫吸雜具有更好的吸雜效果;同時(shí)指出磷吸雜的驅(qū)動(dòng)力主要是金屬雜質(zhì)在不同區(qū)域的分凝所決定的。