[服務(wù)項(xiàng)目]主題： 太陽能發(fā)電的硅晶體中的雜質(zhì)-上海 ... 發(fā)布者： 上海光伏發(fā)電
07/13/2018
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太陽能發(fā)電的硅晶體中的雜質(zhì)-上海光伏發(fā)電
多晶硅可以直接用于制造太陽能光伏電池板，或加工成單晶硅后再用于制造光伏電池板。先將硅料鑄錠、切片或直接用單晶硅棒切片，再通過在硅片上摻雜和擴(kuò)散形成PN結(jié)，然后采用絲網(wǎng)印刷法，別墅光伏發(fā)電公司指出，將銀漿印在硅片上做成柵線，經(jīng)過燒結(jié)，同時制成背電極，并在有柵線的面上涂減反射膜等一系列工藝加工成太陽能電池單體片，至后按需要組裝成太陽能電池板。目前，硅光伏電池占世界光伏電池總產(chǎn)量的98% 以上，其中多晶硅電池約占55% ，單晶硅電池約占36% ，其它硅材料電池約占70%。由于多晶硅光伏電池的制造成本較低，光電轉(zhuǎn)換效率較高(接近20%)，因而得到快速發(fā)展。
太陽能發(fā)電的硅晶體中的雜質(zhì)——“氧雜質(zhì)”——上海光伏發(fā)電公司來為大家娓娓道來：
太陽能發(fā)電的硅晶體中的氧雜質(zhì)是硅晶體中的主要雜質(zhì)，它主要來源于晶體生長過程中石英坩鍋的污染，是屬于硅單晶中不可避免的輕元素雜質(zhì)。在硅晶體的生長時，需要利用高純的石英坩鍋，雖然石英的熔點(diǎn)要高于硅材料的熔點(diǎn)（1420°C )，但是，在如此的高溫過程中，熔融的液態(tài)硅會侵蝕石英坩鍋，導(dǎo)致少量的氧加人熔硅，至終進(jìn)入硅晶體。
硅晶體中的氧一般以過飽和間隙狀態(tài)存在于晶格之中，沒有電話性。在直拉硅單晶中，間隙氧的濃度一般在5～20X1017 cm范圍；而在鑄造多晶硅或者鑄造單 晶硅中，由于在石英坩堝的內(nèi)壁噴涂了 Si3N4顆粒層，有效地阻隔了熔硅和石英坩堝的直接接觸，導(dǎo)致其氧濃度要比直拉硅單晶大幅降低，一般在1～7X1017 cm-3范 圍。（太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)）由于間隙氧在硅晶體生長過程中存在分凝現(xiàn)象(分凝系數(shù)為1.25)，因此，在直拉硅單晶中，氧濃度表現(xiàn)為頭部高、尾部低;而鑄造晶體硅中，氧濃度表現(xiàn)為底部高、頂部低。
由于間隙氧是以過飽和形態(tài)存在于硅晶體中，因此，在一定的熱處理?xiàng)l件下，它會以第二相形態(tài)析出。如果熱處理溫度在350～550°C左右，間隙氧析出會形成“熱 施主”，具有電活性，對硅晶體提供電子，其濃度和熱處理時間、溫度有關(guān)，至高濃度 可近似達(dá)1X1016 on—3范圍。如果在550～800°C左右長時間熱處理，間隙氧析出會 形成“新施主”，和熱施主統(tǒng)稱為“氧施主”；同樣，它也具有電活性，對硅晶體提供電 子，其濃度和熱處理時間、溫度有關(guān)，至高濃度可近似達(dá)IX 1015 cm—3范圍；如果在 700～1150°C左右熱處理，則有可能形成棒狀、片狀或多面體的氧沉淀(SiOJ。
前兩者給硅晶體提供電子，影響載流子濃度和電阻率，甚至造成太陽能發(fā)電硅晶體反型；而后者沒有直接的電活性，但是可以降低少數(shù)載流子壽命，而可以作為金屬沉淀的核心，進(jìn)一步 影響硅晶體的性能。因此，硅晶體中的高氧濃度會直接影響太陽電池的效率。顯然，對于鑄造多晶硅而言，由于氧濃度比較低，其電池效率受氧雜質(zhì)的影響就相對較少。
在對于太陽能發(fā)電電池用的硅單晶材料而已，降低成本是至重要的，在成本合理的情況下并著效率的問題。氧雜質(zhì)一般都是在晶格之中的沒有電話性的，所以在一定的熱處理下它會有第二個形態(tài)出現(xiàn)。
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最后更新: 2018-07-13 10:16:41
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