太阳电池用晶体硅中的氧和金属杂质对电池性能的影响

摘要

本文采用不同的热处理工艺，研究了氧沉淀对电池性能的影响。并通过高温扩散的方法在硅衬底内引入不同量的Cu、Fe、Ni 金属杂质，研究了这三种金属杂质对电池性能的影响。 对单晶硅片做750℃～1050℃3h 单步退火后，在硅衬底中生成的氧沉淀很少，电池效率下降幅度不大。经过低-高温两步退火会在单晶硅基体内引入大量氧沉淀，电池效率大幅降低。高温短时间退火无论有无预处理都不会在硅基体内引入大量氧沉淀。低温预处理能够促进单晶硅中氧沉淀的形成，其中650℃预处理影响最大。随着退火时间延长电池性能下降速度减缓。单晶硅在经过高－低－高三步退火后电池性能有一定的提高。 多晶硅中绝大部分氧沉淀都聚集在晶界和位错附近,当达到一定密度的时候电池漏电流急剧增加。750℃～950℃3h 单步退火电池性能降低幅度不大，1050℃3h 高温退火后电池性能下降很快。低温预处理对多晶硅的影响很小。多晶硅在经过高-低-高三步退火电池性能并没有得到改善，吸杂效果不明显。 当铜、镍和铁杂质对电池性能有很大影响。金属杂质含量较低时主要破坏电池的结区，含量较高时对电池性能的影响主要体现在硅衬底中增加体内复合。实验结果表明，金属杂质对电池性能的影响存在一个临界值，当杂质浓度低于这个临界值时，电池性能的变化不大。当杂质浓度超过这个临界值时电池性能就急剧下降。