引言

近年來，太陽能電池和電池板等可再生能源的使用量顯著增加。在已安裝的光伏系統(tǒng)中，90%以上的是單晶硅電池和多晶硅電池，具有成本低、面積大、效率較高的優(yōu)點。清潔硅晶片的表面是器件處理技術(shù)中最關(guān)鍵的操作之一，特別是在光伏工業(yè)中。污染物的完全去除和表面可充電態(tài)的鈍化是提高對表面重組速度敏感的硅太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效率的非常重要的問題。關(guān)鍵是需要更多的能量來去除更小的粒子，因為在物理上傳遞微小尺寸的必要的力更困難。

在這種情況下，在其他技術(shù)中，超聲波攪拌被廣泛用于向濕清洗浴中添加能量。平面和圖案硅片通常用超聲波清洗。在這個過程中，晶片浸在高功率聲波的化學(xué)活性溶液中。超聲化學(xué)清洗已被證明是特別有效的，例如，預(yù)氧化后、化學(xué)前氣相沉積、前外延生長、灰后和化學(xué)后硅晶片機械拋光。

實驗

太陽級n型和p型硅晶片、晶晶和多晶在蒸餾水清洗浴中進行超聲。設(shè)置如圖1所示，施加于朗之萬傳感器的振幅為U0的振蕩電壓導(dǎo)致其振動，用硅片將聲功率傳遞到充滿水的燒瓶中。傳感器-水的共振頻率（28kHz）由水的高度h定義。在整個處理過程中，散裝水的溫度保持在70~80°C之間。在圖1中所示的幾何圖形中，在U0≥45V時很容易觀察到空化。

圖1 對晶圓超聲處理的實驗裝置示意圖

SPV瞬態(tài)在電容器排列中測量。基于AC-SPV技術(shù)的掃描SPV裝置，利用“飛行點”排列，用于獲得SPV衰變和空間分辨的SPV圖。該技術(shù)能夠提供具有100μm空間分辨率的光電壓大小和載流子壽命的晶圓圖。用光譜儀揭示了硅表面的污染顆粒。

結(jié)果和討論

清洗效率：

在本方法中，通過追蹤有機粒子污染物的光學(xué)吸收帶來確定清潔效率。由有機污染物產(chǎn)生的FTIR吸收光譜在圖2中有幾個峰標(biāo)記。圖2中的數(shù)據(jù)可以看出，有機顆粒污染物在短時間內(nèi)有效地從晶片表面去除(cf。光譜2和3)和超聲清洗表面的透射與常規(guī)清洗的晶片（光譜3和1）非常相似。

圖2 具有表面的晶體硅晶片的FTIR光譜，常規(guī)清洗的（1），覆蓋著一層薄薄的碳氫化合物污染物，隨后在15min（3）期間在超聲波浴中清洗

總結(jié)

綜上所述，在超聲攪拌蒸餾水中，有機顆粒污染物從硅片表面有效去除，同時縮短表面光電壓衰減。這將降低載流子的壽命，并限制硅太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。我們發(fā)現(xiàn)，單晶和多晶硅晶圓的縮短及其表面分布有明顯差異。

這些數(shù)據(jù)初步用水的聲化學(xué)分解和晶圓氫化來解釋，多晶片中晶片的晶界增強了其氫化。我們的研究結(jié)果有助于促進制造光伏硅晶片的環(huán)保和無毒的清潔步驟，并試圖提高太陽能級硅的光伏性能。

　　審核編輯：湯梓紅