摻磷氮化硅薄膜鈍化特性的研究.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人或集體己經(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(陳朝和葉繼春)課題(組)的研究成果，獲得(陳朝和葉繼春)課題(組)經(jīng)費(fèi)或?qū)嶒炇业馁Y助，在(陳朝和葉繼春)實驗室完成。(請在以上括號內(nèi)填寫課題或課題組負(fù)責(zé)人或?qū)嶒炇颐Q，未有此項聲明內(nèi)容的，可以不作特

2、別聲明。)聲明人(簽名)：年月日摘要晶體硅太陽能電池因其原料豐富、光電轉(zhuǎn)換效率較高、穩(wěn)定性好、工作壽命長、制各技術(shù)成熟等優(yōu)異特性，長久以來一直占據(jù)著光伏市場的主導(dǎo)地位。光電轉(zhuǎn)換效率是晶體硅太陽能電池的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)之一。眾所周知，晶體硅表面鈍化可以有效地降低太陽電池的表面復(fù)合損失，從而顯著提高太陽電池的光電轉(zhuǎn)換效率。目前工業(yè)界普遍采用PECVD(PlasmaEnhancedChemicalVaoporDeposition)法制備氮化硅薄膜

3、做為晶體硅的表面鈍化層。然而，該薄膜中存在的大量正的固定電荷，僅適用于p型襯底的晶體硅太陽電池的表面鈍化。目前，以n型硅為襯底的高效率電池正在成為研究熱點(diǎn)，因此帶負(fù)的固定電荷的薄膜對p型硅表面進(jìn)行鈍化成為亟待解決的課題。本論文研發(fā)了一種帶負(fù)的固定電荷的鈍化薄膜，即摻磷氮化硅薄膜，并采用數(shù)值模擬與實驗研究相結(jié)合的方式，研究了摻磷氮化硅在p型硅表面的鈍化特性。首先，進(jìn)行PCID模擬和晶體硅太陽能電池表面復(fù)合速度計算，理論計算表明，不同導(dǎo)電類

4、型的半導(dǎo)體應(yīng)選用不同性質(zhì)的介質(zhì)薄膜來對其進(jìn)行鈍化，表面負(fù)的固定電荷的密度在增大到一定數(shù)值后，負(fù)的固定電荷形成的電場對于p型硅表面的鈍化效果是更加顯著的。若要達(dá)到負(fù)的固定電荷對太陽電池的p型硅表面鈍化顯著的情況，負(fù)的固定電荷密度必須要達(dá)到31011cm‘2量級以上。其次，通過采用摻磷氮化硅薄膜進(jìn)行鈍化實驗研究，結(jié)果表明，摻磷氮化硅不但具有傳統(tǒng)淡化硅的化學(xué)鈍化效果，還具有較高的場效應(yīng)鈍化效果，其所帶的負(fù)的固定電荷密度可以達(dá)到1012cm噸量

5、級。光照條件下，摻磷氮化硅鈍化的p型硼摻雜的直拉單晶硅，其有效少子壽命會出現(xiàn)增大現(xiàn)象(定義為“光致增強(qiáng)現(xiàn)象”)，這種增大趨勢會在100分鐘左右達(dá)到飽和值。實驗研究還發(fā)現(xiàn)，低溫退火不僅可以提高摻磷氮化硅鈍化硅片的少子壽命，還可以增大光致增強(qiáng)的幅度，縮短少子壽命在光照下達(dá)到最大值所用的時間(低于15分鐘)。研究表明，摻磷氮化硅薄膜中的負(fù)固定電荷在光照的情況下增多，從而產(chǎn)生光致增強(qiáng)現(xiàn)象。而且低溫退火會提高薄膜中的負(fù)固定電荷的數(shù)量，從而使低溫退