用微波光電導衰減儀(μ2PCD) 研究了不同溫度和時間的恒溫和變溫磷吸雜處理對鑄造多晶硅片電學性能的影響。實驗發(fā)現(xiàn): 變溫吸雜明顯優(yōu)于恒溫吸雜,特別是對原生高質(zhì)量多晶硅; 其優(yōu)化的變溫磷吸雜工藝為1000 ℃P015h + 700 ℃P115h ;而在高溫恒溫吸雜中,多晶硅少子壽命值反而顯著下降。實驗現(xiàn)象表明:磷吸雜效果主要是與過渡族金屬的溶解、擴散和分凝有關(guān)。
鑄造多晶硅因其較高的性價比已成為太陽電池最重要的原材料。但與單晶硅相比,它有較高密度的晶界、位錯、微缺陷等結(jié)構(gòu)缺陷和大量的金屬雜質(zhì)(特別是過渡族金屬[1 ] ) ,從而導致鑄造多晶硅太陽電池效率低于直拉單晶硅電池效率。
J1 Chun 等人[2 ] 通過電子束誘生電流( EBIC) 研究發(fā)現(xiàn),在室溫下干凈的晶界對少數(shù)載流子只具有很弱的復合活性;Higgs 等人[3 ] 發(fā)現(xiàn)純凈的位錯也幾乎沒有復合活性。但這些晶界等結(jié)構(gòu)缺陷與過渡族金屬相互作用卻極大地降低了器件的電學性能,從而降低了太陽電池的轉(zhuǎn)換效率[4 ] 。在太陽電池的生產(chǎn)工藝中,制備P2N 結(jié)的同時,可以用磷吸雜的方法來吸除電池體內(nèi)的過渡族金屬雜質(zhì),從而大幅度地提高電池的轉(zhuǎn)化效率[5 ,6 ] 。因此磷吸雜成為制備低成本、高效率晶體硅太陽電池的關(guān)鍵步驟之一。在近20 余年中,人們主要研究了恒溫磷吸雜的效果和機理,卻很少有人研究變溫磷吸雜的效果。本文通過比較恒溫磷吸雜和變溫磷吸雜的不同,發(fā)現(xiàn)變溫吸雜比恒溫吸雜具有更好的吸雜效果;同時指出磷吸雜的驅(qū)動力主要是金屬雜質(zhì)在不同區(qū)域的分凝所決定的。