發(fā)布時(shí)間：2017-11-03 17:19

  本文關(guān)鍵詞：定向凝固法制備多晶硅鑄錠的結(jié)構(gòu)與性能研究

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【摘要】：多晶硅是光伏市場(chǎng)制備電池的主要原材料之一,硅片質(zhì)量的好壞關(guān)系著太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率,改善晶體生長(zhǎng)技術(shù)來(lái)控制形核及生長(zhǎng),進(jìn)而減少晶體生長(zhǎng)過(guò)程中的缺陷顯得尤為重要。為此,本文采用定向凝固法生長(zhǎng)多晶硅鑄錠,借助金相顯微鏡、微波光電導(dǎo)衰減法μ-PCD、四探針電阻率測(cè)試儀和電子背散射衍射EBSD等檢測(cè)手段分別對(duì)多晶硅鑄錠的微觀形貌、晶體取向、電學(xué)性能及晶界類(lèi)型進(jìn)行了表征分析。結(jié)論如下：1、進(jìn)行下拉速率實(shí)驗(yàn),選取下拉速率為：5μm/s、10μm/s、15μm/s、20μm/s。研究結(jié)果表明：優(yōu)化后的下拉速率是15μm/s,在此條件下,側(cè)壁晶核大部分被底部垂直生長(zhǎng)的晶核吞并,整體柱狀晶生長(zhǎng)明顯,晶粒尺寸大且均勻,位錯(cuò)密度較低：5.5～7.98×103cm-2,電學(xué)性能較優(yōu),少子壽命：0.91～1.72gs,電阻率值：0.56～0.76Ω·cm。該條件下硅錠的晶面取向從底部至頂部都出現(xiàn)了擇優(yōu)化：(101)→(110)→(111),這些晶面極易出現(xiàn)孿晶晶界,對(duì)應(yīng)的∑3晶界比例也相對(duì)要高,分別為：底部45.5%,中部37.48%,頂部49.56%。2、進(jìn)行熔煉溫度實(shí)驗(yàn),選取熔煉溫度為：1420℃、1470℃、1520℃、1570℃、1620℃。研究結(jié)果表明：隨熔煉溫度升高,晶粒軸向生長(zhǎng)的現(xiàn)象較為明顯,電阻率也在升高,但繼續(xù)升高溫度,只會(huì)使硅錠底部發(fā)生重融和頂部發(fā)生龜裂的結(jié)果,因而1520℃條件較適合制備多晶硅鑄錠,晶粒呈聚攏型生長(zhǎng),利于排雜,且其晶面取向是(111),易產(chǎn)生重合位置點(diǎn)陣晶界,該條件下的電阻率在0.65～0.81Ω·cm之間,且其少子壽命較高,數(shù)值為0.75～1.19μs。3、進(jìn)行不同坩堝底部形狀實(shí)驗(yàn),選取形狀為：錐底、凹底、平底、凸底坩堝。研究結(jié)果表明：錐底坩堝在凝固初期能夠給硅錠提供較好的形核生長(zhǎng)條件,只需要很小的過(guò)冷度就能形核并生長(zhǎng),并且這樣的有利條件會(huì)隨著底部錐形結(jié)構(gòu)越明顯,更有利于將雜質(zhì)往邊緣富集,使硅錠中間區(qū)域位錯(cuò)很少,邊緣區(qū)域有大量的位錯(cuò)排,可以有效改善其電學(xué)性能,電阻率：0.62～0.81Ω·cm,少子壽命：1.1～1.75μs。而凸底坩堝條件下,電阻率值最低：0.12-0.53Ω·cm,少子壽命整體較低：0.3～0.7μs。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與它的坩堝結(jié)構(gòu)緊密相關(guān),凸底坩堝并不適合多晶硅鑄錠生長(zhǎng),整個(gè)生長(zhǎng)并不穩(wěn)定。
【學(xué)位授予單位】：云南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：O78;TM914.4

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本文編號(hào)：1137163