摻鎵物理法多晶硅鑄錠研究.pdf

1、廈門大學學位論文原創(chuàng)性聲明本人呈交的學位論文是本人在導師指導下，獨立完成的研究成果。本人在論文寫作中參考其他個人或集體已經發(fā)表的研究成果，均在文中以適當方式明確標明，并符合法律規(guī)范和《廈門大學研究生學術活動規(guī)范( 試行) 》。另外，該學位論文為( ) 課題( 組)的研究成果，獲得( ) 課題( 組) 經費或實驗室的資助，在( ) 實驗室完成。 ( 請在以上括號內填寫課題或課題組負責人或實驗室名稱，未有此項聲明內容的，可以不作特別聲明。)

2、聲明人( 簽名) ：關肜喝矽，至年‘月舌日摘要隨著光伏市場的逐漸沉寂和全球大環(huán)境的低迷，控制成本成為各家企業(yè)至關重要的一環(huán)。物理法制備太陽能級多晶硅新工藝技術由于其能耗低、成本低、污染低，受到國內外的廣泛重視，逐漸為各企業(yè)采用。物理法硅料中磷硼元素同時存在導致硅錠電阻率分布不均勻產生反型造成損失。為了改善物理法多晶硅的反型問題，本文研究了在工業(yè)生產規(guī)模物理法多晶硅料鑄錠中摻入鎵元素的效果。實驗中首先挑選了4 批物理法多晶硅料，共計5 8

3、 0 k g 。將測量好的每批硅料的磷硼含量進行加權平均計算，得到總硅料中大概的磷硼含量值。利用分凝公式估算出硅錠中磷硼分布情況以及所需鎵含量，本實驗摻入鎵3 ．5 9 。采用德國P V AT e P l a 多晶硅鑄錠爐進行鑄錠，鑄錠完成后開方成2 5 塊小方錠進行檢測。方錠檢測有三個內容：方錠電阻率檢測、方錠少子壽命檢測以及方錠元素分析。利用W T - 2 0 0 0 D 對方錠的電阻率進行掃描檢測，對比硅料磷硼含量接近的摻鎵鑄錠與

4、常規(guī)鑄錠在電阻率上的區(qū)別，發(fā)現摻鎵鑄錠均沒有反型現象，電阻率基本分布于1 到2 Q ·c m 之間，而常規(guī)鑄錠小方錠基本都出現反型現象，且位置越靠外反型越嚴重，平均電阻率值比摻鎵鑄錠高O ．5 到1 ．5 f l ·c m 。然后利用W T - 2 0 0 0 D 對方錠的少子壽命進行掃描檢測，摻鎵鑄錠的整錠少子壽命平均值在4 9 s 以上，符合多晶硅電池少子壽命2 9 s 的要求。把從摻鎵鑄錠邊皮中取的樣送入I C

5、 P ．M S 中進行檢測，得到硅錠中磷、硼、鎵元素自下而上的分布情況，檢測結果與預期相符，鎵的摻入保證了硅錠頂部P 型半導體摻雜劑的主導地位。最后，挑選D 4 小方錠中8 、2 8 和3 2 c m 處的硅料按照標準程序制作成電池片，共計9 0 片。檢測這些電池片在標準環(huán)境下的參數。結果顯示這些電池片的平均開路電壓為0 ．6 2 7 V ，平均短路電流為8 ．4 8 8 A ，平均填充因子為7 7 ．5 6 ％，平均轉換效率為1 6