氣相沉積非晶硅基固態(tài)擴散源制備晶體硅太陽電池發(fā)射極研究

1、分類號：密級：UDC：學號：405729113039南昌大學碩士研究生學位論文氣相沉積非晶硅基固態(tài)擴散源制備晶體硅太陽電池氣相沉積非晶硅基固態(tài)擴散源制備晶體硅太陽電池發(fā)射極研究發(fā)射極研究AStudyofαSibasedSolidDiffusionSourcebyVapDepositionfPreparationoftheEmittersofCrystallineSiliconSolarCells韓宇哲培養(yǎng)單位（院、系）：材料科學與工程學

2、院指導教師姓名、職稱：周浪教授申請學位的學科門類：工學學科專業(yè)名稱：材料科學與工程論文答辯日期：2016年5月27日答辯委員會主席：評閱人：2016年月日萬方數(shù)據(jù)摘要I摘要晶體硅太陽電池現(xiàn)行生產技術中普遍采用氣相源擴散摻雜制備發(fā)射極，該法均勻性較差，且在現(xiàn)有基礎上進一步提高發(fā)射極的方塊電阻較為困難，限制了晶體硅太陽電池性能的提升。我們提出了一種新的擴散制備晶體硅太陽電池發(fā)射極的技術，其基本設想為：采用低溫CVD沉積重摻雜硅基薄膜，得到均

3、勻一致的、雜質原子濃度精確可控的擴散源，然后進行高溫擴散并以HF去除殘留的擴散源層以得到性能優(yōu)良的、方塊電阻可大范圍調節(jié)的晶體硅太陽電池發(fā)射極。本論文系統(tǒng)研究了擴散源層的材質、制備工藝以及配套的高溫擴散溫度、時間等對所得發(fā)射極層的方塊電阻、表面非晶硅層去除程度等的影響，掌握所提設想的可行性并在此基礎上對技術路線進行設計和參數(shù)優(yōu)化。研究主要取得以下結論：1）采用熱絲CVD沉積重摻雜氫化非晶硅（αSi:H）薄膜作為固相擴散源，可獲得良好發(fā)射

4、極，但存在表面非晶硅層難以完全去除問題；采用可控氧化硅薄膜（αSiOx:H）作為擴散源層，然后進行約400℃的低溫預處理去氫，再進行高溫擴散，最后以HF去除殘留擴散源層的技術路線，可以獲得摻雜濃度均勻可控的n型和p型晶體硅太陽電池發(fā)射極，其表面無殘留非晶硅層。2）對于p型晶體硅太陽電池所用的摻磷發(fā)射極層，采用磷烷以熱絲CVD法沉積重摻雜αSiOx:H薄膜作為擴散源，通過擴散源沉積參數(shù)、高溫擴散溫度和時間的調節(jié)，實現(xiàn)了方塊電阻在90~25

5、0Ω□的可控制備。90~100Ω□是目前p型晶體硅太陽電池發(fā)射極的優(yōu)化方塊電阻值，因此本技術路線可望適于p型晶體硅太陽電池的產業(yè)化生產。3）對于n型晶體硅太陽電池所用的摻硼發(fā)射極層，采用硼烷以熱絲CVD法沉積重摻雜αSiOx:H薄膜作為擴散源，通過技術參數(shù)調節(jié)，實現(xiàn)了方塊電阻在155~600Ω□的可控制備。其中，熱絲CVD沉積時B2H6=8sccm，擴散溫度為1000℃，膜厚為200nm時，發(fā)射極層方塊電阻最小，達到了155Ω□。這已超