本文關(guān)鍵詞：太陽電池用晶體硅中缺陷及其與金屬雜質(zhì)相互作用行為的研究

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【摘要】：光伏技術(shù)是目前解決能源危機(jī)的最有效途徑之一,近年來在全球范圍內(nèi)得到了蓬勃的發(fā)展,其中晶體硅太陽電池占據(jù)了光伏市場(chǎng)80%以上的份額。低成本和高效率是晶體硅太陽電池的發(fā)展趨勢(shì),而晶體硅中的金屬雜質(zhì)和缺陷會(huì)嚴(yán)重影響硅片的質(zhì)量和太陽電池的性能,一直是行業(yè)領(lǐng)域關(guān)注的焦點(diǎn)。因此,研究晶體硅中的缺陷及其與金屬雜質(zhì)相互作用的行為對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有十分重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。晶體硅中主要的缺陷有位錯(cuò)、晶界、原生氧沉淀等,而鐵和鎳是晶體硅中最為常見的兩種過渡族金屬,它們對(duì)太陽電池效率的影響都很大。本文在前人研究的基礎(chǔ)上,利用少子壽命測(cè)試儀、掃描紅外顯微鏡、深能級(jí)瞬態(tài)譜等測(cè)試技術(shù),研究了晶體硅中的缺陷及其與鐵和鎳的相互作用行為,得到了如下的創(chuàng)新成果：(1)研究了原生直拉單晶硅中低溫下鐵雜質(zhì)沉淀的動(dòng)力學(xué)行為,發(fā)現(xiàn)在220-500℃熱處理的過程中間隙鐵濃度呈雙指數(shù)的規(guī)律衰減,說明有兩種間隙鐵的吸雜中心存在。掃描紅外對(duì)體內(nèi)微缺陷的表征結(jié)果顯示鐵沾污硅片和原生硅片中的缺陷尺寸和密度均無差異,這說明這兩種吸雜中心是直拉硅晶體生長(zhǎng)過程中形成的原生缺陷。(2)研究了太陽電池黑心片的電學(xué)性能和內(nèi)部缺陷的關(guān)系,進(jìn)而分析其成因。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),黑心電池片在EL和LBIC的圖像中都呈現(xiàn)中心區(qū)域嚴(yán)重復(fù)合的現(xiàn)象,與之對(duì)應(yīng)的是電池片體材料中的缺陷密度中心區(qū)域明顯高于邊緣區(qū)域,由SEM和TEM觀察可知位錯(cuò)是其中具有代表性的缺陷,有著與總?cè)毕菝芏认嗤姆植�。原生黑心片的少子壽命分布也顯示中心低邊緣高的現(xiàn)象,體內(nèi)缺陷分布與電池片體材料類似,經(jīng)過特定條件熱處理后原有缺陷會(huì)部分轉(zhuǎn)化為層錯(cuò),而原片中鐵雜質(zhì)含量由邊緣向中心不斷減少�；谝陨辖Y(jié)果,太陽電池黑心區(qū)域少子壽命的降低主要是由晶體生長(zhǎng)時(shí)在中心區(qū)域引入的位錯(cuò)等高密度缺陷被鐵等金屬雜質(zhì)綴飾所引起的。(3)研究了鎳沾污及后續(xù)熱處理對(duì)(110)/(100)大角度晶界電學(xué)性能的影響。用瞬態(tài)電容法測(cè)試分析得到鎳沾污后晶界的態(tài)密度升高,并且能級(jí)位置更深,而經(jīng)過合適的低溫?zé)崽幚碇?晶界的態(tài)密度有所下降,分析原因是鎳在晶界處沉淀的尺寸增大密度降低,因此可以用低溫退火來調(diào)控晶界上的金屬形態(tài),從而改善金屬沾污晶界的電學(xué)性能。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM914.4;TN304.12

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 陳文浩;凌繼貝;周浪;;直拉單晶硅片“黑心”現(xiàn)象性質(zhì)分析[J];人工晶體學(xué)報(bào);2015年02期

2 李劍;汪義川;李華;周豪浩;溫建軍;施正榮;;單晶硅太陽電池組件的熱擊穿[J];太陽能學(xué)報(bào);2011年05期

3 錢家駿,褚一鳴,范緹文,林蘭英;原生直拉無位錯(cuò)硅單晶中漩渦缺陷的觀察[J];半導(dǎo)體學(xué)報(bào);1984年04期

4 宋大有;;關(guān)于硅單晶中的漩渦缺陷[J];上海有色金屬;1980年01期

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本文編號(hào)：1242118