浅谈硅片缺陷的控制

浅谈硅片缺陷的控制【摘要】 太阳能是一种清洁、 高效和永不衰竭的新能源， 光伏发电具有安全可靠、无噪声、无污染、制约少、故障率低、维护简便等优点，近年发展势头迅猛。 硅片作为太阳能电池的核心元件， 其质量直接影响到太阳能电池的整体性能。本文介绍了硅片缺陷控制的技术措施。【关键词】硅片；缺陷控制引语在光伏产业中，硅片的质量在很大程度上影响到成品太阳能电池的短路电流、 和断路电压等参数， 决定了太阳能电池的发电效率和使用寿命。 在现有技术允许的范围内， 最大限度地减少硅片中的缺陷， 提高硅片的纯度和质量， 是提升太阳能电池性能的必然途径。 目前硅片的缺陷包括点缺陷和晶体原生凹坑缺陷以及金属杂质缺陷等。本文就这些硅片缺陷的控制阐述了一些观点。1、硅片中点缺陷控制硅中的点缺陷包括本征点缺陷和非本征点缺陷。 其中， 硅的本征点缺陷是指空位和自间隙原子； 而硅中的杂质原子则是非本征点缺陷。 所谓空位和自间隙原子， 均是由于硅原子的热运动产生的。 硅中的原子在热运动的作用下， 脱离了晶格格点， 游离在晶格间隙中间， 就形成了自间隙原子； 而因硅原子脱离而留下的空的格点，即是空位。很明显，硅的本征点缺陷的浓度主要受温度的影响。而硅的非本征点缺陷，也就是杂质原子缺陷是指杂质原子占据了硅晶体中的晶格位置。 硅片的电学性能乃至成品率都在很大程度上受到金属杂质的影响。 点缺陷的凝聚会生成更多更严重的缺陷。对于 SOI 硅片中的点缺陷控制方法主要是注氧隔离（ SIMOX ）技术。即通过向高能状态下的硅片中注入高剂量的氧离子。 然后将硅片进行退火处理以在硅片中形成连续的埋层， 而埋层之上则形成单晶体硅层。 该技术是利用氧离子与硅原子的化学反应产生的应力， 向外发射硅片中的自间隙原子， 并使得自间隙原子扩散到硅层表面， 形成表面的原子。 这种方法可以显著得降低硅片中自间隙原子和空位的浓度。2、硅片中晶体原生凹坑缺陷的控制硅片在清洗液中清洗后， 可以发现有小的凹坑。 这种来自于硅晶体内部的缺陷，即所谓晶体原生凹坑缺陷（ COP） 。太阳能电池板的性能与 COP 缺陷有着密切的关系。目前的研究表面， COP 缺陷是空位点缺陷聚集而成的，主要决定于拉晶速率 V 和固液交界的温度梯度 G 有关。当 V/G 等于某个临界值时，硅片中只会产