太阳电池用硅片少子寿命的研究

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1、河北工业大学硕士学位论文SiO<,2>薄膜和磷铝吸杂对太阳电池用硅片少子寿命的研究姓名：张兵申请学位级别：硕士专业：材料物理与化学指导教师：任丙彦;励旭东20080301河北工业大学硕士学位论文SiO2薄膜和磷铝吸杂对太阳电池用硅片少子寿命的研究摘要表面钝化技术已成为太阳电池工业化生产的一项重要工艺，对提高太阳电池的开路电压和短路电流起着极其关键的作用。对于世界上超过20%的单晶硅太阳电池无一例外的均采用了表面钝化技术，使得少子寿命得到了很大提高，从而得到较高的开路电压和短路电流。同时在晶体生长和制备太阳电池的工艺过程中不可避免的会引入一些金属杂质（如Na、Fe、Cu和Au等），而这

2、些金属杂质和硅片内的微缺陷形成了一些深能级，并成为少子复合中心，降低了少子寿命和扩散长度，严重影响了硅太阳电池的效率。如何消除表面态和这些金属杂质对硅太阳电池的影响就成为当前研究的主要课题之一。本文的研究目标是利用不同的热氧化法生长的SiO2薄膜对硅片表面进行有效的表面钝化，利用磷铝吸杂对电池进行有效的吸杂，提高电池样品的少子寿命和转换效率。本章采用的是传统热氧化法（CTO）、掺氯热氧化法（TCA）和快速热氧化法（RTO）对硅片表面采用表面钝化技术,用磷铝吸杂的方法对多晶硅太阳电池进行吸杂。实验前后均采用微波诱导光电导衰减法测试仪（μ－PCD）对样品进行少子寿命的测试。用椭圆偏振光测

3、试仪对样品进行薄膜厚度和折射率的测量。用电池效率测试仪对电池样品进行效率的测量。利用CTO，TCA，RTO对样品进行表面钝化，均能得到较高的少子寿命。TCA生长薄膜速度快，但分解温度较高，在一定程度上降低了硅片的少子寿命，若能寻求一种含Cl并且分解温度较低的工业用品，再与RTO工艺进行有效的结合，应该是未来工业电池表面钝化技术一个不错的选择；经过对于磷、铝以及磷铝联合吸杂的系统研究，发现这三种吸杂方式对于单晶硅的少子寿命都有很大的提高。对于多晶硅太阳电池的少子寿命提高最大，电池效率的提升也非常明显。关键词：表面钝化，少子寿命，磷铝吸杂，晶体硅，太阳电池iSiO2薄膜和磷铝吸杂对太阳电

4、池用硅片少子寿命的研究RESEARCHONMINORITYCARRIERLIFETIMEOFCZSiSOLARCELLSBYSiO2LAYERANDP-AlGETTERINGABSTRACTSurfacepassivationtechnologyduetoexistenceofdanglingbondshasbecomethekeyissuesformassproductionofcrystallinesiliconsolarcells,andplayskeyroleinimprovementofopencircuitvoltage(Voc)andshortcircuitcurren

5、t(Isc)ofsolarcells.Itiswellcommittedthatefficienciesofsolarcellover20%inPVfieldcanbeachievedwithsurfacepassivationtechnologyunexceptionally,improvinggreatlyineffectiveminoritycarrierlifetime,andachievinghigherVocandIsc.Intheprocessofcrystallinesilicongrowthandsolarcellfabrication,somemetalimpur

6、ities(Na、Fe、CuandAu)canbeintroducedintomaterial.Themetalimpuritiestogetherwithdefectsinsemiconductorgenerateddeeplevels,whichwasturnintorecombinationcentersofminoritycarrier,degradinglifetime,diffusionlengthandefficiencyofsolarcells.Howtoeliminateeffectonsolarcellsforsurfacedanglingbondsandmeta

7、limpuritiesisoneofmainresearchsubjectsnowadays.ThepurposeofthepaperisSiO2layerbyseveralthermaloxidationpassivatedsurfacestateofCZSiandP-Algetteredeffectivelyinsolarcells,improvingeffectivelifetimeandefficiencyofsolarcells.Inthispa