非金屬材料專(zhuān)業(yè)外文翻譯-鑄造多晶硅生長(zhǎng)技術(shù)的光伏應(yīng)用(編輯修改稿)
2025-01-09 16:45 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，這樣可以使金屬雜質(zhì)在錠的邊角處凝固，從而改善有效長(zhǎng)度內(nèi)多晶硅片制備的太陽(yáng)能電池片的轉(zhuǎn)換效率。 DS S 生長(zhǎng)系統(tǒng)制備的多晶硅錠，由于雙曲線型的晶體生長(zhǎng)界面，部分雜質(zhì)可能會(huì)卷入錠的心部。而對(duì)于 H EM 生長(zhǎng)系統(tǒng)制備的多晶硅錠，生長(zhǎng)界面太過(guò)凸起，造成錠邊角處的雜質(zhì)濃度明顯 過(guò)高 ，而 且過(guò)凸 起的 生長(zhǎng) 界面導(dǎo) 致邊 角處 的晶 體長(zhǎng)晶 時(shí)間變長(zhǎng)。因此，我們?cè)趯?shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，要使生長(zhǎng)界面保持略凸的形狀，盡量避免凹或過(guò)凸的生長(zhǎng)界面。 由圖 2 可以看出，由于這兩個(gè)系統(tǒng)的溫度分布存在差異，多晶硅錠晶 體生長(zhǎng)方式以及晶體生長(zhǎng)的方向也有所不同。眾所周知，晶體成長(zhǎng)方向與等溫線形狀垂直，并與最大的溫度梯度方向保持一致，同時(shí)也優(yōu)先在硅晶體的擇優(yōu)晶向上生長(zhǎng)。本文比較了 DSS 系統(tǒng)和 H EM 系統(tǒng)制備的晶錠晶體生長(zhǎng)方向和晶體尺寸的異同。圖 2a 是典型的硅錠剖方示意圖，一塊 69c m2 的硅錠會(huì)被切割成 25 塊規(guī)格為 m 見(jiàn)方高 25c m 的方棒。從 DS S 系統(tǒng)和 HE M 制備的硅錠中各取一個(gè)邊部的棒，硅棒的圖片見(jiàn)圖 2b－ 2e。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于 DS S 法和 HE M 法，高質(zhì)量的晶錠大部分晶體應(yīng)該為豎直排列的柱狀晶。圖 2b 說(shuō)明，對(duì)于 DSS 系統(tǒng)，部 分晶體由邊緣處向心部生長(zhǎng)，這與我們前面模擬的等溫線形狀形狀一致。距離邊 緣 5c m 處，我們可以發(fā)現(xiàn)有尺寸較大，且豎直 生長(zhǎng) 的柱 狀晶， 這與 前面 模擬的 錠中 部的 平直 的生長(zhǎng) 界面對(duì)應(yīng)。在這根硅棒的側(cè)面（圖 2c），存在許多細(xì)小的晶粒，這是由于，硅棒的側(cè)面與坩堝壁相接觸，坩堝壁溫度相對(duì)較低，因此坩堝底部和側(cè)壁的下端會(huì)有大量的晶核生成，隨著晶核的長(zhǎng)大，凝固完成后的硅錠晶粒形貌如圖 2b 所示。圖 2d 是 HE M 系統(tǒng)制備的硅錠靠近坩堝的硅棒正面形貌圖，由圖可以看出，由于 HE M 系統(tǒng)的等溫線形狀為凸形，因此它的柱狀晶長(zhǎng)晶方向是由中心向側(cè)部?jī)A斜生長(zhǎng)的（圖 2d 箭頭方向?yàn)榫w生長(zhǎng)方向）。這種晶粒由心部向外部成長(zhǎng)的晶體 生長(zhǎng)方式有許多優(yōu)點(diǎn)：首先，能得到很大的柱狀晶粒；第二，固液界面前聚集的雜質(zhì)被趕至坩堝壁處沉淀，從而降低了晶體內(nèi)的雜質(zhì)濃度。從這個(gè)硅棒的側(cè)面（圖 2e），我們可以看出，它的側(cè)面有一個(gè)整個(gè)硅棒高度的大柱狀晶，而 DSS 系統(tǒng)中有許多小的晶粒，這是因?yàn)?H EM 系統(tǒng)坩堝處的溫度要高于心部，阻止了硅熔體在坩堝壁處形核長(zhǎng)大。 圖 （ a）硅錠中不同硅棒的編號(hào)示意圖；（ b） D SS 系統(tǒng)制備的硅錠邊棒正面圖；（ c） DSS 邊棒側(cè)面圖；（ d） HEM 系統(tǒng)制備的硅錠邊棒正面圖；（ e） HEM 邊棒側(cè)面圖 三、 晶體質(zhì)量 對(duì)于多晶硅太陽(yáng)能電池， 晶界、亞晶界和位錯(cuò)等缺陷會(huì)成為少數(shù)載流子的復(fù)合中心，嚴(yán)重惡化太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率。因此，研究晶體生長(zhǎng)環(huán)境對(duì)這些缺陷的形成與增殖的影響具有重要的意義，是鑄錠的關(guān)鍵問(wèn)題之一。有資料顯示，晶體生長(zhǎng)過(guò)程中，由于溫度分布不均溫差過(guò)大引起的熱應(yīng)力是誘發(fā)缺陷形成的一個(gè)重要因素。 我們用 Secco 腐蝕法分別腐蝕了 DSS 和 HE M 系統(tǒng)制備的硅片，并通過(guò) 金相 顯微 鏡觀察 了硅 片表 面的位 錯(cuò)并 研究 了位 錯(cuò)分布 。如圖3，對(duì) DS S 系統(tǒng)和 HE M 系統(tǒng)的硅片位錯(cuò)腐蝕結(jié)果如下：照片上的
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