低温退火磷吸杂工艺对低少子寿命铸造多晶硅电性能的影响

姜丽丽 路忠林 张凤鸣 鲁雄

1)(西南交通大学材料先进技术教育部重点实验室，材料科学与工程学院，成都 610031)

2)(天威新能源控股有限公司，成都 610200)

(2012年9月8日收到;2012年12月10日收到修改稿)

1 引言

铸造多晶硅(mc-Si)是目前硅晶体太阳电池市场上常用的重要原料.mc-Si在生产过程中常常存在晶体缺陷(位错、晶界)和杂质(金属杂质和过度金属杂质)，不仅影响mc-Si的少子寿命，还会影响多晶硅太阳电池的光电转换效率及电池质量[1,2].在mc-Si中，金属杂质，尤其是铁金属杂质(Fei)极易成为较强的电子复合中心.在能带理论中，Fei所形成的能级位于导带和禁带之间，靠近费米能级，属于深能级杂质.当光生载流子产生时，电子会在能级跃迁过程被Fei能级俘获，从而影响了mc-Si太阳电池的光电转换效率.而晶体缺陷处存在较多的不饱和悬挂键，也成为较强的复合中心，导致硅晶体太阳电池光电转换效率的降低，极大地影响硅晶体太阳电池的质量.

为了进一步改善mc-Si的质量，减少mc-Si中金属杂质及晶体缺陷，提高多晶硅太阳电池的光电转换效率，研究人员尝试在硅晶体太阳能电池生产过程中使用磷吸杂的方法来减少硅晶体中的金属杂质及晶体缺陷.该方法也因其可与扩散工艺同时进行的便捷性而得到人们广泛研究[3-7].P´erichaud等[8]采取磷吸杂方式，在900°C的高温进行2—4 h的扩散吸杂，实现了mc-Si中金属杂质的去除，提高了多晶硅太阳电池的光电转换效率.Khedher等[9]在mc-Si两面进行磷扩散，通过高温下的外吸杂作用去……