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1、第27卷第1期云南师范大学学报Vol.27No.12007年1月JournalofYunnanNormalUniversityJan.20073多晶硅与单晶硅的扩散比较杜忠明,刘祖明(云南师范大学太阳能研究所,云南昆明650092)摘要:相同工艺下多晶硅和单晶硅的扩散结果区别非常明显,在扩散温度较低时,多晶硅扩散后的方块电阻大于相同条件下的扩散单晶硅;在扩散温度较高时,多晶硅扩散后的方块电阻小于单晶硅,文章从多晶硅的结构特点对此现象进行了解释。关键词:单晶硅;多晶硅;扩散中图分类号:TK531,TM919文献标识码:A文章编号
2、:1007-9793(2007)01-0054-031多晶硅太阳电池与单晶硅太阳电池的更少的能量,相同时间内可冷凝更多的多晶硅晶比较锭,生产效率更高。(4)多晶硅和单晶硅太阳电池内在品质和在[3]1954年,美国贝尔实验室研制成功第一块单同一环境下的使用寿命相同。晶硅太阳电池,开创了人类太阳能的新纪元[1]。(5)单晶硅太阳电池较易实现薄片制备,而1998年世界范围内多晶硅太阳电池产量79.多晶硅太阳电池则较难实现薄片制备。9MW,首次超过了单晶硅太阳电池产量单晶硅与多晶硅太阳电池各有优缺点,目前(75MW),而且连续三年持续
3、增长,至2001年多两种电池都在并行发展。晶硅太阳电池的市场份额已达52%,远远超过单多晶硅片是由很多不同的单晶硅组成,各单晶硅太阳电池35%的市场份额。目前世界上单晶晶粒晶向不同,形状也不规则。同一晶粒内部晶硅太阳电池的最高转化效率早就达到24.7%,原子排列呈周期性和有序性。多晶硅与单晶硅的高于2004年由德国人制造的20.3%的多晶硅太主要区别是不同晶向的晶粒间存在晶界。晶粒间[2]结构复杂,硅原子无序排列,可能存在深能级缺陷阳电池最高效率。生产线上单晶硅太阳电池的效率高于多晶硅太阳电池效率约1个百分点。多的杂质。一方面
4、,界面耗尽了晶界附近的载流子晶硅太阳电池与单晶硅太阳电池相比有如下特形成具有一定宽度的耗尽层和势垒;另一方面,作点:为复合中心浮获电子和空穴。晶界势垒阻碍载流(1)比起单晶硅,多晶硅硅片更适合用纯度相子的传输,增大了串联电阻;晶界的复合损失减低对较低的原材料,且有更大的装填量,目前常见的了收集率,增加了暗电流;对填充因子不利,对开多晶硅锭达到250～270千克。路电压和短路电流也不利。还有,晶粒晶界内存(2)多晶硅太阳电池是标准正方形,与准方形在相对较多的杂质,形成漏电电流降低电池的并[4]的单晶硅太阳电池相比多晶硅太阳电池在
5、组件封联电阻。同一多晶硅硅片的晶粒越小晶界越装有更高的占空比。多,增大晶粒尺寸可以减少晶界的量,提高多晶硅(3)制备多晶硅晶锭比制备单晶硅晶锭耗费的性能。3收稿日期:2005-12-22基金项目:云南省科技厅省院省校合作资金资助项目(2003JAACA02A040).作者简介:杜忠明(1973—),男,云南省大理市人,硕士研究生,主要从事晶体硅太阳电池的研究.第1期杜忠明,等:多晶硅与单晶硅的扩散比较鉴于多晶硅的以上结构特点。多晶硅太阳电测方块电阻的五个点都是正中间和靠近四个角的池制作过程中各个环节均与单晶硅太阳电池的制地方。
6、现将扩散条件和方块电阻列于下表:作具备不同的特点。表1单晶硅和多晶硅的扩散结果多晶硅和单晶硅一样,规模化生产的制作太Tab.1Diffusingresultsofpolycrystallineandsingle-阳电池实验流程可以采取为:清洗→表面织构→crystallinesilicon清洗→扩散→去周边→去磷硅玻璃(PSG)→清洗扩散硅片方块电阻(Ω/□)平均方块→表面钝化→减反射膜→电极印刷→烧结。其中温度类型12345电阻(Ω/□)单晶1#484547454947扩散是最关键的工艺,它和表面钝化相互影响,共单晶2#47
7、4950514849850℃同决定着太阳电池PN结的结深、表面扩散杂质多晶1#636664625863浓度和方块电阻等因素。方块电阻影响太阳电池多晶2#686967686267内部的串联电阻,好的扩散可以制备出和所印刷单晶1#403741424040单晶2#404344383941的上电极相结合的高质量的PN结。本试验进行865℃多晶1#414752464646了多晶硅与单晶硅的扩散对比研究,探索适合多多晶2#424741395044晶硅的扩散条件,制备优质多晶硅的扩散结,对提单晶1#333432293032高多晶硅的光电转化
8、效率,降低生产成本具有十单晶2#283133273130880℃分重要的意义。多晶1#252120212923多晶2#2221282424242实验及其结果3分析及结论实验所用的多晶硅片和单晶硅片为100×100平方毫米或125×125平方毫米的硅片。多从表中可以看出单晶硅和
