[服務(wù)項(xiàng)目]主題： 太陽(yáng)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(yáng)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(yáng)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(guò)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(guò)燒結(jié)，同時(shí)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(yáng)能電池單體片，至后按需要組裝成太陽(yáng)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(yáng)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(lái)為大家娓娓道來(lái)：
太陽(yáng)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(lái)源于晶體生長(zhǎng)過(guò)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(zhǎng)時(shí)，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(guò)程中，熔融的液態(tài)硅會(huì)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(guò)飽和間隙狀態(tài)存在于晶格之中，沒(méi)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(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)）由于間隙氧在硅晶體生長(zhǎng)過(guò)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(guò)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(huì)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(huì)形成“熱 施主”，具有電活性，對(duì)硅晶體提供電子，其濃度和熱處理時(shí)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(zhǎng)時(shí)間熱處理，間隙氧析出會(huì) 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(duì)硅晶體提供電 子，其濃度和熱處理時(shí)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(yáng)能發(fā)電硅晶體反型；而后者沒(méi)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(huì)直接影響太陽(yáng)電池的效率。顯然，對(duì)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(duì)較少。
在對(duì)于太陽(yáng)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(wèn)題。氧雜質(zhì)一般都是在晶格之中的沒(méi)有電話性的，所以在一定的熱處理下它會(huì)有第二個(gè)形態(tài)出現(xiàn)。
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最后更新: 2018-07-13 10:16:41
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