本文關(guān)鍵詞：晶體硅中光衰減缺陷及其再生態(tài)的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：太陽(yáng)能光伏發(fā)電作為現(xiàn)代新興發(fā)電方式之一,以其環(huán)境友好、可再生等特點(diǎn)備受各國(guó)政府的青睞。其中,晶體硅太陽(yáng)電池由于具有穩(wěn)定性好、效率高等特點(diǎn),成為當(dāng)前光伏市場(chǎng)的主流產(chǎn)品。然而商業(yè)p型晶體硅太陽(yáng)電池片由于在光照條件下電池片體內(nèi)會(huì)形成高復(fù)合活性中心的硼氧復(fù)合體從而導(dǎo)致太陽(yáng)電池效率衰減,這一現(xiàn)象已嚴(yán)重限制了產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。雖然光致效率衰減現(xiàn)象早在1973年就被科學(xué)家發(fā)現(xiàn),但時(shí)至至今,科學(xué)家們?nèi)匀粺o(wú)法知曉其內(nèi)在機(jī)理,因此,繼續(xù)深入的研究硅材料中光致衰減現(xiàn)象的性質(zhì)和機(jī)理具有非常重要的科學(xué)研究和實(shí)際應(yīng)用意義。本文系統(tǒng)研究了晶體硅中的光衰減現(xiàn)象以及第三態(tài)回復(fù)的基本性質(zhì)和熱力學(xué)動(dòng)力學(xué)行為,同時(shí)研究了鍺摻雜及氫濃度對(duì)晶體硅中光衰減的抑制作用及其抑制機(jī)制,取得的主要?jiǎng)?chuàng)新結(jié)果如下：(1)普通p型硅片、硼磷補(bǔ)償p型硅片及硼磷補(bǔ)償n型硅片中都會(huì)發(fā)生光致效率衰減現(xiàn)象。普通p型硅片、硼磷補(bǔ)償p型硅片由于空穴濃度過(guò)高,其在高溫加熱過(guò)程中不利于發(fā)生第三態(tài)回復(fù)過(guò)程,反而會(huì)形成退火過(guò)程和衰減過(guò)程的動(dòng)態(tài)平衡,溫度越高越利于退火過(guò)程。硼磷補(bǔ)償n型硅片中存在第三態(tài)回復(fù),生成激活能為0.64 eV,激活能與硼濃度無(wú)關(guān)。硼磷補(bǔ)償n型硅片首次發(fā)現(xiàn)了再衰減過(guò)程,再衰減過(guò)程激活能為0.46 eV,樣品在適當(dāng)?shù)臏囟群凸庹障驴蓪?shí)現(xiàn)R-D循環(huán)。(2)硅片中摻鍺可以有效地抑制硼氧復(fù)合體的生成速率,隨著摻鍺濃度的提高這種抑制效果越加的明顯,當(dāng)摻鍺濃度達(dá)到1021 cm-3數(shù)量級(jí)時(shí),摻鍺硅片中的硼氧復(fù)合體將會(huì)完全的被抑制；摻鍺可以有效地降低硼氧復(fù)合體的飽和濃度。隨著摻鍺濃度的增加,硼氧復(fù)合體的飽和濃度減少的越多,當(dāng)摻鍺濃度達(dá)到1021cm-3數(shù)量級(jí)時(shí),光照下將完全無(wú)法形成硼氧復(fù)合體；摻鍺可以有效地降低雙氧的濃度。且與已有數(shù)據(jù)比較,隨著摻鍺濃度的增加,雙氧濃度降低的數(shù)值也就越大,而在高摻鍺的樣品中雙氧則無(wú)法形成。(3)硅片中摻氫可以有效地抑制硼氧復(fù)合體的生成速率,隨著氫濃度的提高這種抑制效果越加的明顯；摻氫會(huì)抑制硼氧復(fù)合體的消除。隨著摻氫濃度的增加,硼氧復(fù)合體的消除速率越低。未摻氫的硅片中的硼氧復(fù)合體消除激活為1.19eV比摻氫硅片中的硼氧復(fù)合體消除激活1.32 eV小,這進(jìn)一步證實(shí)了氫對(duì)硼氧復(fù)合體消除過(guò)程的抑制作用。
【關(guān)鍵詞】：晶體硅 硼氧復(fù)合體 光致效率衰減 硼磷補(bǔ)償 第三態(tài)回復(fù) 摻鍺 氫含量
【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
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-16
• 1.1 研究背景與意義12-14
• 1.2 研究目的與內(nèi)容14-16
• 第二章 文獻(xiàn)綜述16-50
• 2.1 引言16-17
• 2.2 太陽(yáng)電池的原理及其制備17-23
• 2.2.1 太陽(yáng)電池的工作原理17-21
• 2.2.2 太陽(yáng)電池的制備過(guò)程21-23
• 2.3 晶體硅太陽(yáng)電池的光致效率衰減現(xiàn)象23-37
• 2.3.1 光致衰減現(xiàn)象的起因-硼氧復(fù)合體24-28
• 2.3.2 硼氧復(fù)合體理論模型Ⅰ-B_iO_i28-29
• 2.3.3 硼氧復(fù)合體理論模型Ⅱ-B_sO_(2i)29-34
• 2.3.4 硼氧復(fù)合體理論模型Ⅲ-B_iO_(2i)34-37
• 2.4 硼氧復(fù)合體的第三態(tài)回復(fù)37-45
• 2.4.1 三態(tài)模型37-39
• 2.4.2 補(bǔ)償度對(duì)第三態(tài)的影響39-41
• 2.4.3 氧濃度對(duì)第三態(tài)的影響41-42
• 2.4.4 熱處理對(duì)第三態(tài)的影響42-44
• 2.4.5 抑制光衰減的途徑44-45
• 2.5 常見(jiàn)雜質(zhì)原子在硅中的性質(zhì)及行為45-48
• 2.5.1 氧原子45-47
• 2.5.2 硅的同族雜質(zhì)Ge和Sn47-48
• 2.6 目前存在的一些問(wèn)題48-50
• 第三章 實(shí)驗(yàn)樣品與研究方法50-56
• 3.1 實(shí)驗(yàn)樣品50-51
• 3.1.1 直拉硅單晶的生長(zhǎng)50
• 3.1.2 樣品制備50-51
• 3.2 研究方法及測(cè)試設(shè)備51-56
• 3.2.1 微波光電導(dǎo)衰減儀(MW-PCD)51-52
• 3.2.2 準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)光電導(dǎo)儀(QSSPC)52-53
• 3.2.3 傅里葉變換紅外光譜儀(FTIR)53-56
• 第四章 晶體硅中的光衰減及第三態(tài)回復(fù)56-68
• 4.1 引言56-57
• 4.2 實(shí)驗(yàn)57-59
• 4.2.1 樣品制備57
• 4.2.2 樣品中硼、磷及氧濃度的測(cè)量57-58
• 4.2.3 樣品中氧濃度的測(cè)量58
• 4.2.4 晶體硅載流子壽命的測(cè)量58
• 4.2.5 光衰減測(cè)試58-59
• 4.2.6 第三態(tài)回復(fù)測(cè)試59
• 4.3 光衰減的研究59-60
• 4.4 第三態(tài)回復(fù)測(cè)試60-64
• 4.5 第三態(tài)到第二態(tài)的轉(zhuǎn)變64-66
• 4.6 本章小結(jié)66-68
• 第五章 摻鍺濃度對(duì)直拉單晶硅中硼氧復(fù)合體的影響68-76
• 5.1 引言68
• 5.2 實(shí)驗(yàn)68-70
• 5.2.1 樣品制備68-69
• 5.2.2 樣品中硼、氧濃度及雙氧濃度的測(cè)量69
• 5.2.3 樣品中鍺濃度的測(cè)量69
• 5.2.4 晶體硅載流子壽命的測(cè)量69
• 5.2.5 光衰減測(cè)試69-70
• 5.3 摻鍺濃度對(duì)硼氧復(fù)合體生成過(guò)程的影響70
• 5.4 摻鍺濃度對(duì)硼氧復(fù)合體飽和濃度影響的研究70-72
• 5.5 摻鍺濃度對(duì)雙氧濃度的研究72-74
• 5.6 高摻鍺硅片光照下的反常行為74
• 5.7 本章小結(jié)74-76
• 第六章 氫濃度對(duì)硼氧復(fù)合體生成和消除的影響76-84
• 6.1 引言76
• 6.2 實(shí)驗(yàn)76-78
• 6.2.1 樣品制備76-77
• 6.2.2 熱處理77
• 6.2.3 樣品中鍺濃度和少子壽命的測(cè)量77
• 6.2.4 光衰減測(cè)試77-78
• 6.3 氫濃度對(duì)光衰減過(guò)程的影響78-79
• 6.4 氫濃度對(duì)硼氧復(fù)合體消除過(guò)程的影響79-83
• 6.5 本章小結(jié)83-84
• 第七章 總結(jié)84-86
• 7.1 結(jié)論84-85
• 7.2 展望85-86
• 參考文獻(xiàn)86-94
• 致謝94-96
• 個(gè)人簡(jiǎn)介96-98
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其它研究成果98

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