硅太阳电池EPILIFT液相外延.doc

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1、硅太阳电池EPILIFT液相外延 K.J.Weber1，A.W.Blakers1，1米j的股票和A.汤普森21、中心的可持续能源系统，角北路与大学大道，澳洲国立大学，堪培拉0200，澳大利亚2、发电集团，起源能源Pty有限公司，13级，1国王威廉街，南非5000阿德莱德，澳大利亚摘要硅液相外延（液相）是一个合适的硅薄膜制备的沉积过程硅太阳能电池。本文讨论了设计和运行批处理液相外延系统是第一步实现大规模生产。在熔融成本可问题处理由熔体和有效回收切换到更广泛的利用金属，如锡。由epilift使用锡熔化层生长技术已表现

2、出色的覆盖范围和形态。外延层可以通过化学方法和分离机械手段，只是最起码的消费基板材料。1、引言硅液相外延（液相）是一个合适的硅薄膜制备的沉积过程硅太阳能电池。这使得它有它的几个特点吸引力的硅光电：•它允许优质材料生产质量。少数在50us过剩载流子寿命能够实现。•硅的使用情况良好，几乎所有的所使用的在硅外延层。•消耗过程中的气体（氮和氢）是最小的，整个过程气体相对良性的。与最近开发的剥离组合如epilift技术技术[1]，可让高品质，单晶硅层生成，成本有效，高效率分子能够实现。然而，高容量和高沉积的挑战在融化仍需要

3、加以解决的成本。对于epilift技术，该分支从外延基板也是一个重要的考虑因素。这些问题是文中讨论。2、外延反应器的设计对于液相外延技术，成为一个合适的高太阳能电池生产量，从重大变化实验室规模的液相外延系统是必需的。批处理模式制度似乎提供了最好的可能性。我们已设计并建成了一批垂直液相外延系统，能够处理多达10100毫米直径晶圆一次。该系统的原理图见图1。该系统具有5区炉，让良好的温度要实现均匀的熔体。晶圆堆叠与垂直间距为5mm的典型。这项安排层均匀性良好的结果，最大化的数目或可在一个给定体积的熔体和经过处理的晶圆

4、允许晶圆旋转过程中进一步增长改善均匀性和增长速度。外延增长是一个两步的过程中，涉及第一对硅熔体，其次是外延饱和增长。这通常意味着，硅晶片的来源第一次加载，并用于饱和熔体在增长温度。饱和之后，源晶圆有要卸载和衬底晶圆放置在录音带的增长。我们已经研究了修改生长顺序的来源是在放置晶片底部的两个插槽的磁带与基体晶圆放置在插槽上。 图1：一批液相外延系统示意图增长顺序如下：1）源和衬底晶圆加载到石墨录音带。为了确保没有气泡留在晶圆之间的差距，晶圆石墨盒硅片转让房间发展房间融化加热分子石英管装在一个微小的角度约3Ø。中装货和

5、卸货，转让和关闭阀门氢的增长仍然是下腔超纯气氛，在一个500℃的温度。的氢纯化是在同一个钯扩散使用点分子。2）转让室是封闭的，疏散到5x10-5托尔，并与氢回填两次。3）转让阀门打开，晶圆降低到一个位置上方融化。阿石英上述石墨密封盒放置挡板坩埚。石英挡板减少热损失，从坩埚，提高内温度均匀性现在，它减少了蒸发。4)温度增加到980oC并且允许稳定生长。5）卡式磁条逐渐被降下入融解。从来源薄膜被安置在底部，他们接触首先融解和在这之前饱和融解浸没基底薄膜。6）一旦所有的薄膜被浸没，在降低温度750-800oC，在0.5

6、-1.5oC左右的冷却范围的条件下生长7）基底会在表面溶解和快速旋转(100rpm)时生长和恢复重新溶解8）炉冷却到500℃。晶体是提高转移到空间和转让阀关闭。继与疏散和回填 氮，传输室可以打开。1、外延层生长迄今为止，'Epilift'外延层已成长主要是从铟。这些层显示少数在承运的寿命超过30μs即做出，并已用于高效率Epilift细胞制造[2]。该铟的缺点是其有限的供应，可能成为一个重要的问题在大体积生产。为此，我们已经研究外延原因从锡增长。长征晶圆，面向2.5-40关闭（111）飞机被氧化和各种线路种子纹，

7、在开放的氧化物的形态研究造成外延。图2显示了从外延生长锡与线间距的400μm和800μm分别。它可以看出，外延都非常顺利获得。此外，据发现，横向金额在氧化物的外延增生显着为更高层次已从比铟锡。随着有效后反射器，线间距可达800μm出现可行的epilift分子生长。图2：从锡增长的外延层熔化使用(a)400μmand(b)800μm粒子线间距偶尔，大线间距是观察为主以非金属夹杂物的外延，这将是不利的电池性能。夹杂物，可避免由冷却速度慎重的选择。一个主要的缺点锡使用的是，少数载流子寿命上锡层，以数据计算有了显着降低比

8、那些在生成层，通常是与寿命1μs内或更少。对于正在寿命低的原因还在研究。4、外延层分离4.1化学分离为了尽量减少外延层蚀刻，它是最好使用有选择性蚀刻的方法。在基于电化学选择性刻蚀技术在n型的p型硅[3]已使用成功[1]，但更复杂，因为它们需要电接触，是为了每个晶圆。另一种是使用简单的选择性化学蚀刻技术。这是众所周知，例如，一个部分解决方案的1点03分08秒氢氟酸，硝酸和醋