籽晶工艺铸造多晶硅的研究

摘要

铸造多晶硅中存在大量杂质和缺陷,造成多晶硅少子寿命偏低。铸造多晶硅的固-液界面的不平整,造成长晶后期晶体少子寿命不均匀,降低了多晶硅锭的质量。
　　本文使用 WT-2000少子寿命测试仪测试多晶硅的少子寿命,用 PL测试仪测试硅片的位错密度等,通过对比分析无籽晶工艺和有籽晶工艺的测试结果,得到以下结论:
　　1.无籽晶工艺硅锭底部固-液界面为凸型,靠近坩埚中心和坩埚壁的晶棒少子寿命差异较大,且不平整的固-液界面对晶体后续生长有较大影响,固液界面波动越大,该区域的少子寿命变化较大;
　　2.底部铺籽晶的多晶硅硅锭中心硅锭的固-液界面较无籽晶工艺更加平整,每个硅块少子寿命均有所提高,其中中心晶棒由4.44μs变为5.01μs,提高了0.57μs,边缘晶棒由2.81μs变为4.76μs,平均提高了1.95μs;有籽晶工艺的中心锭硅片平均少子寿命提高0.4μs;
　　3.对比无籽晶工艺和有籽晶工艺中心锭、边缘锭和边角锭的底部红区少子寿命细化图,发现无籽晶工艺底部少子寿命是按照大-小-大的趋势变化,而有籽晶则表现为由大不断递增的变化趋势;且有籽晶工艺硅锭少子寿命的均匀度要明显高于无籽晶工艺;
　　4.从PL测试结果可以看出,采用籽晶工艺能够降低硅片的位错密度,降低幅度为13％-20%,且晶粒尺寸有所增加,增加2.12mm;
　　5.将两种工艺的硅锭切片并制作为太阳电池,籽晶工艺能够获得较高效率的太阳电池,效率由16.74%提高到17.20%,提高了0.46%。
　　以上结果说明,在坩埚底部铺碎硅片作为籽晶诱导多晶硅生长可以提高多晶硅的少子寿命,改善铸造多晶硅的质量,增大多晶硅太阳电池的光电转换效率。

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第一章 前言

1.1引言

1.2 本文的研究目的及内容

第二章 多晶硅铸锭研究现状

2.2 铸造多晶硅中存在的问题

第三章 试验方法和仪器设备

3.1 试验方法

3.2仪器设备

第四章 无籽晶工艺铸造多晶硅定向生长过程研究

4.1引言

4.2多晶硅少子寿命分析

4.3生长初期少子寿命研究

第五章 有籽晶工艺铸造多晶硅研究

5.1引言

5.2底部籽晶对整锭少子寿命影响分析

5.3无籽晶工艺与有籽晶工艺对铸造多晶硅的影响对比分析

5.4无籽晶工艺和有籽晶工艺硅片对比

5.5 多晶硅太阳电池光电转换效率对比分析

5.6本章小结

第六章 总结与展望

6.1全文总结

6.2今后研究工作的展望

参考文献

攻读硕士学位期间参加科研情况

致谢