摻鎵物理法多晶硅鑄錠研究.pdf

1、廈門大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，獨(dú)立完成的研究成果。本人在論文寫作中參考其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表的研究成果，均在文中以適當(dāng)方式明確標(biāo)明，并符合法律規(guī)范和《廈門大學(xué)研究生學(xué)術(shù)活動規(guī)范( 試行) 》。另外，該學(xué)位論文為( ) 課題( 組)的研究成果，獲得( ) 課題( 組) 經(jīng)費(fèi)或?qū)嶒?yàn)室的資助，在( ) 實(shí)驗(yàn)室完成。 ( 請?jiān)谝陨侠ㄌ杻?nèi)填寫課題或課題組負(fù)責(zé)人或?qū)嶒?yàn)室名稱，未有此項(xiàng)聲明內(nèi)容的，可以不作特別聲明。)

2、聲明人( 簽名) ：關(guān)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(guān)重要的一環(huán)。物理法制備太陽能級多晶硅新工藝技術(shù)由于其能耗低、成本低、污染低，受到國內(nèi)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(shí)存在導(dǎo)致硅錠電阻率分布不均勻產(chǎn)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(chǎn)規(guī)模物理法多晶硅料鑄錠中摻入鎵元素的效果。實(shí)驗(yàn)中首先挑選了4 批物理法多晶硅料，共計(jì)5 8

3、 0 k g 。將測量好的每批硅料的磷硼含量進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)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(shí)驗(yàn)摻入鎵3 ．5 9 。采用德國P V AT e P l a 多晶硅鑄錠爐進(jìn)行鑄錠，鑄錠完成后開方成2 5 塊小方錠進(jìn)行檢測。方錠檢測有三個(gè)內(nèi)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(jìn)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(xiàn)摻鎵鑄錠均沒有反型現(xiàn)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(xiàn)反型現(xiàn)象，且位置越靠外反型越嚴(yán)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(jìn)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(jìn)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(jié)果與預(yù)期相符，鎵的摻入保證了硅錠頂部P 型半導(dǎo)體摻雜劑的主導(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)程序制作成電池片，共計(jì)9 0 片。檢測這些電池片在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下的參數(shù)。結(jié)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(zhuǎn)換效率為1 6