太阳能电池用铸造多晶硅的碳浓度分布研究
第七章 铸造多晶硅中的杂质和缺陷
过饱和的间隙氧容易在后续的热处理 工艺中形成复合体与沉淀等。 原生铸造多晶硅中很容易生成氧施主 与氧沉淀，而硅锭底部氧浓度最高， 热处理时间最长，氧施主与氧沉淀的 问题应该是硅锭各部分中最严重的。
铸造多晶硅中原生氧沉淀 的透射电镜照片
第7章 铸造多晶硅中的杂 质和缺陷
铸造多晶硅中的晶界
晶界出现大量的悬桂键，形成界面态，严重影响太阳电 池的光电转换效率。
无金属污染的铸造多晶硅晶界的SEM图像 （a）和EBIC图像（b）
铸造多晶硅中的位错
根据晶体生长方式和过程的不同，铸造多晶硅中的位错 密度约在103～109cm-2左右。
含有高密度位错的铸造多晶硅的光学显微镜照片
a.
p-n结中的金属杂质降低结的反向击穿电压；
b.
金属杂质形成深能级带隙极大地增加p-n结的漏导损耗，
甚至直接导致p-n结变窄；
c.
金属杂质降低氧化诱导生成层错和位错的形成势垒
铸造多晶硅中的金属杂质
金属Cu、Fe、Co在铸造多晶 硅中，自晶体上部（0）到 晶体底部（1）的浓度分布
（直线是根据分凝系数计算的浓 度分布，B的优先分凝系数采用 0.65，Fe的有效分凝系数采用 0.05）
促进其随后氧沉淀生成量。
铸造多晶硅中氧沉淀规律
结果讨论：
铸造多晶硅区别于直拉单晶硅在于，铸造多晶硅中存在较
高密度的位错和晶界等缺陷。而位错和晶界一般可以吸收硅中
过饱和的自间隙硅原子，这降低了铸造多晶硅中氧沉淀的临界 形核半径。另外一方面，由于位错或晶界一般不会影响间隙氧 在硅中的扩散速度，所以，铸造多晶硅中的位错和晶界主要是 通过降低氧沉淀的临界形核半径而促进氧沉淀的生成 。至于原 始氧浓度对氧沉淀的影响，则主要是由于高的原始氧浓度导致 小的氧沉淀临界形核半径，所以高氧样品中氧沉淀生成量较大。
铸造多晶硅中热施主形成规律
１ 实验过程
选取了一批德国拜耳公司所生产的 Ｐ 型铸造多 晶硅底部样品（ Ｃ Ｓ 和其他厂家所生长的 Ｐ Ｍ 一ｉ ） 型单 晶硅样品（Ｚ， Ｃ）使用四探针测试样品的原始电阻率， 使用 Ｍ Ｒ 测试样品的原始氧浓度和碳浓度。原始 数据如表 １ 所示：
表 １ 实验所用硅片中原始氧， 碳浓度和电阻率大小
样 品类型和编号
取 拉 硅， 代直 单晶 成为最主 太阳 池材料〔１ 要的 电 １０ ， ２
但是与直拉单晶硅太阳电池相比， 铸造多晶硅太阳 电池的转换效率较低。目前， 产业界中直拉单晶硅 太阳电池的转换效率一般在 １一 ６ ５ １％左右， 而铸造
多晶 硅太阳电池的 转换效率大约在 １一４ 究其 ３ １％。
…
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的 形成［， １ ７如表 所示。虽然目 １ 前对于热施主的形
成机理尚未清楚， 从而提出了很多种热施主模型， 但 是其中一点是大家所肯定的， 那就是硅中间隙氧的
ｅ Ｐ ｔｏ ｉｍｔｉ ， ｒ ｓｔ ａ ｏｌｋＲ ． ｒ ｈｏｌｃ ｅ ｌ ｈｔ ， ｓ ｕ ｏ【 ］ ． ｖｔ ａｒｓ ｉ ｙ ｔ ｎ ｔ ｏ ａ ａ ｓ ｏ ａ ｄ ｏ ｕ
热处理时间／ ｈ
图 １ 各种原生晶体硅样品中热施主浓度
随热处理时间的变化曲线
Ｆ ． ｕ ｅ ｏｔ ｍ ｌ ｏ ｏ ｅｔｔｎ ｒ ｓ ｈｒａｄｎｒｃ ｃｎａｏ ｉ １ ｖ ｆ ｇ Ｃ ｅ ｏ ｓ ｒｉ ｎ
ｖ． ａｎ ｔ ｉｔ ｉ ｒ ｔ ｌ ｅ ｈ ｄ ｅ ｎｓ ｐ ｓ ｓａｎ ｌｇ ｎ ｆ ｅ ａ ｅ ｎ ｉ ｉ ｅ ｍ ｅ ｍ
多晶硅中杂质含量_分布及其检测方法的探讨
2013年7月Jul．2013化学工业与工程CHEMICALINDUSTRY ANDENGINEERING第30卷Vol．30第4期No．4收稿日期：2012－04－25作者简介：李闻笛（1987－），女，硕士研究生，研究方向为高纯三氯氢硅精馏提纯模拟。
联系人：丛山，E-mail ：congshan_tju@yahoo．com．cn 櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓毄毄毄毄。
应用技术文章编号：1004－9533（2013）04－0073－06多晶硅中杂质含量、分布及其检测方法的探讨李闻笛1，廉景燕2，丛山3*（1．天津大学化工学院，天津300072；2．天津理工大学化学化工学院，天津300384；3．精馏技术国家工程研究中心，天津300072）摘要：多晶硅中杂质的组成及含量是衡量多晶硅产品质量的重要指标之一，由于其杂质组成复杂、含量低于常规检测方法检出限，这就使对多晶硅中杂质含量、分布及检测方法的研究具有重要意义。
概述了目前用于检测分析多晶硅中杂质含量、分布的方法及其优缺点；总结了近年来国内外在多晶硅杂质检测方法研究中的进展以及多晶硅中杂质的含量和分布数据，为多晶硅的检测提供了参考。
关键词：多晶硅；杂质；含量；分布；检测方法中图分类号：O657.3文献标志码：ADiscussion of Concentration ，Distribution and Detection Methods ofImpurities in PolysiliconLI Wen-di 1，LIAN Jing-yan 2，CONG Shan 3*（1．School of Chemical Engineering and Technology ，Tianjin University ，Tianjin 300072，China ；2．School of Chemistry and Chemical Engineering ，Tianjin University of Technology ，Tianjin 300384，China ；3．National Engineering Research Center for Distillation Technology ，Tianjin 300072，China ）Abstract ：Composition and concentration of impurities in polysilicon are important factors determining the quality of polysilicon production．Due to the complex composition and the trace concentration of impuri-ties which are below the limit of traditional detection methods ，it had great significance for the discussion of concentration and distribution of impurities in polysilicon．In this paper ，the advantages and disadvan-tages of different detection methods used for analysising and detecting the concentration and distribution of impurities were summarized．Progress in research of detection methods and data of concentration as well as distribution were also discussed ，which may provide a reference for the detection of polysilicon．Key words ：polysilicon ；impurity ；concentration ；distribution ；detection method多晶硅产业最大的特点之一就是其对产品质量分数的要求非常高，太阳能级和电子级多晶硅的质量分数分别要求达到至少6N （99.9999%）、8N （99.999999%），而杂质含量也是公认的衡量多晶硅材料质量的重要参数之一。
铸造多晶硅中杂质对少子寿命的影响
铸造多晶硅中杂质对少子寿命的影响对于太阳电池材料，勺子寿命是衡量材料性能的一个重要参数。
多晶硅锭中存在高密度的缺陷和高浓度的杂质(氧、碳以及过渡族金属铁等)。
有研究表明，相比于晶界和位错，氧、铁等主要的杂质元素对硅锭中少子寿命的影响更大。
氧是铸造多晶硅材料中最主要的杂质元素之一，间隙氧通常不显电学活性，对少子寿命没有影响。
但在晶体生长或热处理时，在不同温度氧会形成热施主、新施主、氧沉淀，氧沉淀会吸引铁等金属元素。
另外铁也被认为铸造多晶硅中最常见的有害杂质之一。
P型硅中，铁通常与硼结合成铁-硼对，铁一硼对在室温下能稳定存在，但在200℃下热处理或者强光照可以使铁一硼对分解而形成间隙铁离子和硼离子，由于间隙铁离子和铁一硼对少数载流子复合能力的不同，使得处理前后少子寿命值出现变化，从而可以建立起间隙铁浓度对应少子寿命值变化之间的关系。
杂质在铸造多晶硅硅锭中的分布，与该杂质在硅中的分凝系数K有关。
在铸造多晶硅锭料由底部向顶部逐渐凝固时，如果杂质的分凝系数K<1，则凝固过程中，固相中的杂质不断地被带到熔体中，出现杂质向底部集中，越接近底部浓度越大，相反，如果分凝系数K>1，则杂质集中在顶部，越接近顶部浓度越大。
氧主要集中在硅锭头部，其浓度呈现从硅锭底部向顶部逐渐降低的趋势。
可以认为分凝机制对于氧在熔体硅中的传递和分布起主要作用。
间隙铁分布为：头部和尾部浓度较高，中间部分浓度较低，且分布较为均匀。
这与仅由分凝机制决定的间隙铁浓度分布，特别是在底部处产生了较大偏离。
硅锭底部处出现了较大的间隙铁浓度，由于铁在硅中具有较大的扩散系数，所以这可能是硅锭底部凝固完成后的冷却过程中，铁由坩埚或者氮化硅保护层向其进行固相扩散的结果。
事实上硅锭的底部最先开始凝固，通常整个凝固过程将持续数十小时，硅锭底部将有较长时间处于高温状态，因而使得固相扩散的现象有可能发生。
固相扩散的程度与凝固后硅锭的冷却速率以及各温度下的铁的扩散系数有关。
太阳电池用多晶硅铸锭技术研究进展
得 到柱状 生长的多 晶硅 ， 到后来 发展到类单 晶（ 或称准单 晶技术 ） ， 即 利用在坩埚底部 铺设＜ １ ０ ０ ＞ 晶向的单晶板作为籽 晶 ． 在化料 时控制籽 晶仅部分融化 ．从而得到类似单晶的多 晶硅锭 这种 技术 首先有 Ｂ Ｐ 公司发明并取得 国际专利 ． 在２ ０ ０ ８ 年开始 ． 在我国有 许多公司先后掌 握 了该项技术 在２ ０ １ １ 年前后 ， 国内许多多 晶硅铸锭设备公司专门推 出了类单晶技术的设备。 该项技术 的优点在于多 晶硅锭 中心部位的硅 片呈现单 晶状态 ， 晶体质量好且可 以采用单晶 的碱制 绒工艺 ． 制作 的 太 阳能 电池 片 的转 换效 率 要 比普通 多 晶 硅太 阳能 电池 高 出 至 少 Ｏ ． ５ ％。 但是这种方法 的弊端也很 明显 ， 首先是成本较高 ， 需要在坩埚底 部铺设单晶籽晶 ， 另外 多晶硅锭的一次利 用率较低 ： 其 次是该种技 术 生产 出来 的多 晶硅 片． 在外 观上必须分 为两大类 ． 即类单晶和边缘 有 碎多晶的类单 晶 ， 造成 了清包 和销售 的困难 。 因此 ， 类单晶技术在 风行 了几 年之后 ， 逐渐销声 匿迹 了。 和类单晶类 似的 ， 是大晶粒技术日 ， 以日 本、 台湾的一些 实验室 为主要研究机构 。 利用枝状 晶技术 ， 制造具有显 著大尺 寸晶粒 的多 晶硅 ． 也有一些专利 。 用 以控制长晶初期的晶 向。 因 其初始形核阶段的温 度梯度难 以控制且效率提升效果不 明显 ． 该技 术 并没有发展起来 。最近一些 年 ． 出现 了高效 多晶技术 ． 即生长热应力 小、 位错 密度低 的多晶硅 ， 从外观上看 ． 该类多晶硅片的外观显著特征 是晶粒 大小特别均匀 ， 一般 的直径约为 ５ ～ １ ０ ｉ ｎ ｌ ／ ｌ 左右 。 用该 类多晶硅 片制成 的太 阳能电池 ． 其光 电转化效率 比用普通多晶硅片制成 的太 阳 能电池 的要高 ０ ． ３ ％～ ０ ． ８ ％。 该种方法的显著优 点是后续太 阳能 电池 的 转化 效率高 ． 生产成本几乎 没有增加 。 硅锭 的一次利用率 与普通硅锭 持平 ． 其 核心技术为坩埚底部 特殊 工艺 以及精确 的等温线 、 固液界面 控制 。因此该方法是 目前市场的主流工艺 ， 代表性 产品包括新 日光 的 Ａ ＋ ＋ ＋ 硅片 、 赛维Ｌ Ｄ Ｋ的 Ｍ ２ 硅片 、 镇江环太硅科技有 限公司的高效多 晶硅片等等
多晶硅太阳能电池技术的研究及应用
多晶硅太阳能电池技术的研究及应用近年来，环境污染和化石能源的逐渐枯竭已经成为全球面临的重大问题之一，因此，对于可再生能源的研究特别受到人们的关注。
其中，太阳能是最具潜力的可再生能源之一。
太阳能电池作为太阳能发电的核心，其效率和性价比一直是太阳能电力领域的关键研究方向。
多晶硅太阳能电池技术作为太阳能电池的主流技术之一，目前广泛被应用于工业生产。
一、多晶硅太阳能电池技术的基本原理多晶硅太阳能电池技术的基本原理就是将硅源料熔化后，通过技术手段来使其冷却结晶形成多晶硅块，在之后的切割和抛光等工艺处理中得到多晶硅太阳能电池片。
而多晶硅太阳能电池片内部是由微米级别大小的晶粒组成的，因此分界面和晶界的比例比单晶硅太阳能电池片更高，这也是多晶硅太阳能电池片在电路增益和填充因子这些关键参数上相对差的原因之一。
二、多晶硅太阳能电池技术的研究进展及通用化多晶硅太阳能电池技术起步较早，但是由于钻石丝锯切技术及抛光等技术上的欠缺，以前的太阳能电池效率非常低。
近年来，在新工艺的加持下，多晶硅太阳能电池的效率得到了提升。
例如，钻石丝锯切技术越来越流行，可以生产高质量的硅片，这使得多晶硅太阳能电池在市场上得到更广泛的应用。
另外，多晶硅太阳能电池技术的通用化也是当前研究的一个焦点。
在多晶硅太阳能电池技术的普及过程中，其中一个关键因素就是生产成本。
现有的生产工艺中，硅片的成本占了太阳能电池整个产品成本的比重较大。
然而，通过创新设计和改进生产工艺，可以推动多晶硅太阳能电池技术的规模化制造和降低成本。
三、多晶硅太阳能电池技术的应用多晶硅太阳能电池技术广泛应用于家庭太阳能电源、商业和工业用途、建筑物外墙等几个方面。
对于家庭太阳能电源，多晶硅钙钛矿太阳能电池可以根据电力需求进行灵活组合，且效果显著，可以让家庭节约不少电费。
在商业和工业用途方面，多晶硅太阳能电池的特点是具有较强的承受压力能力和较强的耐候性，可以用于户外广告牌、停车场照明等等。
多晶硅铸锭新工艺的研究
态中的杂质浓度 为 Ｃ Ｉ ，那么在硅 中的分凝 系数 ［ 为 ： ５
一
是光伏产业链上最重要 的环节之 一。 １ ７ ，德国 Ｗａｈ ｒ 司在 国际 上首 次通 过浇铸 法 ９ ５年 ｃｅ公 制备了多晶硅材料 ，用来制造 太 阳能 电池 。由于铸造 多晶 硅具 有材料利用率高 、能耗 小 、制造 成本低 等优势 ，世 界 各国都在努力发展其工业 规模＿ 。传统 多晶硅定 向凝 固方 ｌ 一
长 ，形成柱状 晶体 ，晶体 生长方 向和热 传导方 向相 反。随 着整个铸锭 热场 的温度降低 ，直至所有硅熔体都结 晶凝固 。
在 结 晶 过程 中 ，均 匀 固 液 面 温 度 的 同 时 ，更 需 要 固 液 界 面
杂质元 素浓 度的均匀 。固液界 面固体侧杂质 浓度为 ｃ ，液 ｓ
２ １ 年 ・ ４期 ０２ 第
技术与研 究
中国材料科技与设备 （ 双月刊 ）
多 晶 硅 铸 锭 新 工 艺 的 研 究
赵 百通 ，高文 秀。 ，贾成厂
（ ．北京科技大学材 料科 学与工程学 院 ，北京 １０ ８ ； １ ０ ０３ ２ ．中国科 学院上海技术 物理研究所 ，上海 ２０８） ０ ０ ３
暮
Ｃ ｓｉｇ ａｔ ）等Ｉ 。浇铸法是在定 向凝 固过 程中 ，熔炼 和结 晶 ｎ ２ ］
经 过 两 个 不 同的 坩 埚 而 实 现 的 ，由 于 整 个 中 转 换 坩 埚 ，会 导 致 硅 料 二 次 污 染 ；热 交 换 法 ，它 是 定 向 凝 固 过 程 中 铸 锭
冶金提纯法制备太阳能级多晶硅研究
冶金提纯法制备太阳能级多晶硅研究一、本文概述随着全球能源需求的日益增长和对可再生能源的迫切需求，太阳能作为一种清洁、可再生的能源形式，正受到越来越多的关注。
太阳能级多晶硅作为太阳能电池的主要原料，其质量对太阳能电池的光电转换效率具有决定性影响。
研究和开发高效、环保的太阳能级多晶硅制备技术，对于推动太阳能产业的发展具有重要意义。
本文旨在探讨冶金提纯法制备太阳能级多晶硅的研究。
我们将简要介绍太阳能级多晶硅的制备原理及其在太阳能电池中的应用。
我们将重点阐述冶金提纯法的原理、工艺流程及其优点，同时分析该方法在制备太阳能级多晶硅中的适用性。
我们将通过实验数据，详细分析冶金提纯法制备太阳能级多晶硅的效果，包括纯度、晶体结构、光电性能等方面的评价。
我们将对冶金提纯法制备太阳能级多晶硅的前景进行展望，并提出可能的改进方向和建议。
通过本文的研究，我们期望能够为太阳能级多晶硅的制备提供一种新的、高效的方法，为推动太阳能产业的发展做出贡献。
二、太阳能级多晶硅的制备方法与比较冶金法提纯：冶金法提纯多晶硅主要包括硅矿的破碎、熔炼、精炼等步骤。
通过高温熔炼，硅矿石中的杂质如铁、铝、钙等被氧化去除，得到较为纯净的硅液。
随后，硅液经过进一步的精炼处理，如定向凝固、区域熔炼等，以去除残余杂质，最终得到太阳能级多晶硅。
冶金法提纯具有原料丰富、成本低廉的优点，但其提纯效率相对较低，且对环境污染较大。
化学气相沉积法（CVD）：CVD法是通过在反应器中使含硅气体在高温下分解，生成硅沉积在基底材料上，再经过退火、切割等工艺得到多晶硅。
该方法提纯效率高，制备的多晶硅纯度高，适用于大规模生产。
CVD法所需的设备投资大，运行成本高，且制备过程中产生的废气处理难度较大。
硅烷法：硅烷法是通过硅烷气体的热分解制备多晶硅。
硅烷气体可通过氢化硅烷化反应制备，其纯度较高。
硅烷法制备的多晶硅纯度高，且制备过程相对简单。
硅烷气体具有毒性，储存和运输过程中需采取严格的安全措施，限制了其在大规模生产中的应用。
太阳能电池材料电子教案(铸造多晶硅概述)
（三）直拉单晶硅与铸造多晶硅比较（图8）
(四)铸造多晶硅的缺点
高密度位错、晶界、微缺陷、相对较高的杂质浓度(晶体与坩埚接触)
补充：1970年以前，直拉单晶硅是唯一大规模工业化生产的材料，高效率、工艺稳定成熟、但是成本相对较高。
1975→1976→1980年，非晶硅商品化，效率低、效率衰减、稳定性差。
Ⅴ、布置作业：1分钟
课后习题：1、2
教学反思
教研组长签名教务科长签名
年月日教Biblioteka 难点掌握直拉单晶硅与铸造多晶硅的不同
教学准备
教材教案教参
教学方法
探究式教学法
教
学
过
程
Ⅰ、课堂组织：2分钟
组织课堂纪律点名
Ⅱ、复习旧课，导入新课：4分钟
问题：1、五种太阳电池用硅材料中，应用最广泛的是哪两种？
2、直拉单晶硅的制备工艺？机械加工工艺？
Ⅲ、讲授新课：78分钟
第八章铸造多晶硅
一、定义
利用铸造技术制备硅多晶体，称为铸造多晶硅。
二、电池材料整体发展状况
三、直拉与铸造的优势比较
（一）直拉单晶硅的成本弱势
1、种晶过程——人力成本增加
2、切片成圆——组件空间利用率小——成本增加
3、切片成方——原料利用率底——成本增加
（二）铸造多晶硅优势
1、制造成本底——自动化生产
2、材料利用率高
a、方形坩埚
b、废料再利用
3、晶体生长简便（无需缩颈、放肩、滚圆等过程）
1979→1980年，80年代末，铸造多晶硅和带状多晶硅得到快速发展。铸造多晶硅：10％（80年代末）→36％（1996）→50％以上（2001年）→53％（目前）成为最主要的太阳电池材料
《浙江理工大学学报》第3O卷总目次
目
作 者 期 一页
材 料 科 学 与 技 术
溶剂热法 制备碳 纳米纤维负载 Ｃｕ ｚ Ｏ光催 化材料 …………………………… 微球 型聚丙烯 酸酯类压敏胶 的制备 与表征 ………………………………… 太 阳能 电池用 铸造多晶硅 的碳浓度分 布研 究 ……………………………… 碱 浸 提 取 碲 的 工 艺 研 究 … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 钴酞菁修饰石 墨电极检测微量过 氧化 氢的研究 …………………………… 氨基 聚醚 聚硅 氧烷嵌段型聚合物 的合 成及 应用 …………………………… 电化学沉 积法 制备 Ｇ ｄ ｚ ０ ３： Ｅ ｕ 。 薄膜 的发光特性研究 …………………… Ｐ Ｖ Ｃ建 筑膜 材用纳米 Ｓ ｉ ０ ２ 粒径 的可控 性及其羰基化研究 ………………… 层 间混杂 复合 材料的弹道侵彻性 能研 究 ………………………………・ …一 改性 氧化 石墨烯／ 聚碳 酸亚丙酯复合材料 的制备及性 能研究 ……………… 低温 等离子体法制备超亲水 Ｐ Ｅ薄膜及其性能研究 ………………………… 纳米 ｓ ｉ ０２ ／ 聚乙二醇非牛顿流体 的剪切增稠性能的实验研究 ……………… 核壳 中空二氧化钛光催化载体 的制备 及其 光催化性能研究 ……………… 单分散二 氧化钛球形粒子 的制备及表 征 …………………………………… 碳纳米管 ／ 环氧树脂复合 粉末 涂料的制备及其性能研究 …………………… Ｔ ｉ ０ ２ ／ ＭＷＣ ＮＴｓ 复合光 阳极的制备及其在 ＤＳ Ｓ Ｃ中的应用 Ｏ 卷总目 次
Ｉ
总 目次 浙 江 理 工 大 学学 报 第 ３ Ｏ卷
题
纺 织 工 程
有机颜料微胶 囊在涂料染色 中的应用及其 染色效果分析 ……………………… …… ………… 陈智杰等 织物液态水传 递性能的 自动检测技术 及应 用 …………………………………… …… ………… 詹永娟等 基于极 大似然估计的织物 图像分割 ……………………………………………… …… …………… 孙 麒 基于 Ｓ Ｖ Ｍ 理论 的涤纶织物分散染 料上染率模型研究 …………………………… …… ………… 巫 静等 微孔结构改性 涤纶 ／ 棉混纺针织物 服用性能的研究 ……………………………………………… 周 昊等 纺织结构复合材料铺 层顺序设计与力学性 能分 析 ……………………………………………… 孙佳 英等 静 电纺制备 Ｔ ｉ （ ） ２ ／ Ｐ ＶＡ复合纳米纤维及其光催化性 能研究 …………………………………… 丁源维等 涤棉混纺织物 阻燃性 能的实验分析 …… ………………………………………………………… 章 梦洁等 基于多 电机传 动的倍 捻机控制系统设计及试验 ………………………………………………… 吕明来等 用于手机 听筒膜 防水织物材料 的研究 … ………………………………………………………… 陈 锋 等 Ｚ ｎ Ｔ Ｃ Ｐ Ｐ ／ ＴＮ Ｔｓ 的制备及其对次 甲基 蓝的吸附性能研究 ……………………………………… 付 莹等 蚕丝 的化学修饰及 其耐光照性能 ……… ………………………………………………………… 潘冬辉 等 分散染料 和阳离 子染料 同浴染色 的研究 ……………………………………………………… 申屠艳艳 等 含偶氮染料一 Ｖ Ｄ的液体洗涤剂预处理 织物时色差风险评估 …………………………………… 李 璐 等 碱处理对汉麻 皮氯仿萃取物 的影 响 …… …………………………………………………… …… 赵 小泷等 阻燃织物 的风格测 试与分析 ……… …… …………………………………………………… …… 金艳 苹等 蚕丝织物上光 子晶体 自组装过程研究 ……………………………………………………… …… 付 国栋等 基于 Ｃ Ｆ Ｄ的喷气织机 电磁阀特性分析 ……………………………………………………… …… 邓若愚等 Ｐ Ｅ ＣＨ— ａ ｍｉ ｎ ｅ的合成及其 在棉 织物靛蓝染色 中的应用 ……………………………………… …… 王齐兵等 有机膨润 土负载纳米铁去除偶氮染料 活性 艳红 Ｘ － ３ Ｂ ……………………………………… …… 任彩 霞等 有限元分析法研究 Ｋｅ ｖ ｌ ａ ｒ １ ２ ９纱线及织物 的拉伸性 能 …………………………………………… 程 建芳等 蒽醌 型弱 酸性染料 的合成与应用研究 …………………………………………………………… 程 建伟 等 阻燃增塑剂对 Ｐ ＶＣ材料 阻燃性 能影响的研究 ……………………………………………… …… 康 迷 等 织物 电阻测试 影响因素分析及其 回潮率仪 的开发 ………………………………………… …… 吴学进 等 Ｇｅ ｍｉ ｎ ｉ 表面活性剂—— 二甘醇双马来酸 十二烷基 单乙醇胺 双酯磺酸钠的合成与性能研究 … 王 婷 等 小变形下 弹性 织物压力分布 的建模 与计算 ………………………………………………… …… 蒋建益等 尼龙 ６ 废丝涂层浆 的制备及其涂层膜性 能 ………………………………………………… …… 陈杨轶 等 用于墙纸 的水 刺非织造布涂层工艺 的研究 ………………………………………………… …… 刘金 花等 １ —１ １ —６ １ —１ ２ １ —１ ６ １ —２ １ １ —２ ７ １ —３ １ １ －３ ６ ２ —１ ３ ２ —１ ５ ２ 一ｌ ５ ２ —１ ５ ２ —１ ６ ２ —１ ６ ２ —１ ７ ３ —２ ９ ４ —４ ６ ４ —４ ８ ４ —４ ９ ５ —６ ４ ５ —６ ４ ５ —６ ５ ５ —６ ６ ５ —６ ６ ５ —６ ７ ５ —６ ７ ６ —８ ２ ６ —８ ３
太阳电池用铸造多晶硅结构缺陷和杂质的研究
太阳电池用铸造多晶硅结构缺陷和杂质的研究作者：周秉林来源：《城市建设理论研究》2013年第14期摘要：铸造多晶硅作为太阳能电池中的主要光伏材料，受到人们的广泛重视。
但多晶硅晶体在生长的过程中不可避免的存在各种缺陷，加之多晶硅中存在氧、碳等杂质，制约了多晶硅电池的效率。
因此，研究不同铸锭区域多晶硅材料的性能及其影响因素，是太阳电池与硅材料研究的一个重要课题。
关键词：太阳电池铸造多晶硅结构缺陷杂质中图分类号：TM911.1 文献标识码：A 文章编号：1引言在替代能源中，应用最广泛的是直接从太阳能得到电的太阳电池，而铸造多晶硅作为最主要的光伏材料也引起人们的关注。
但在铸造多晶硅晶体的生长过程中，不可避免的会有坩埚的玷污、硅料中已有的各种杂质污染以及热应力导致的各种缺陷。
铸造多晶硅中常见的杂质主要是氧、碳及一些过渡金属，如铁、铬、镍、铜等。
含有的晶体缺陷主要有晶界和位错两种。
这些杂质和缺陷会在禁带中引入缺陷能级，具有很强的复合活性。
这就制约了多晶硅电池的效率，使得多晶硅电池与单晶硅电池相比，效率较低。
因此，研究不同铸锭区域多晶硅材料的性能及其影响因素，是太阳电池与硅材料研究的一个重要课题。
特别是关于铸锭边缘低少子寿命区域的研究，对促进铸造多晶硅晶体生长，提高铸造多晶硅材料有效利用率有着非常重要的作用。
2 铸造多晶硅中的杂质及影响因素铸造多晶硅是通过对硅原料进行重熔铸锭而成。
硅原料主要有两种：其一，半导体工业制备单晶硅剩下的头尾料、锅底料以及没制备成功而产生的废料；其二，原生多晶硅与半导体工业废料或高纯金属硅按一定比例混掺，这是由于光伏产业的高速发展导致半导体工业边角废料生产的多晶硅远远不能满足需求，于是，有的企业便采取这种方式来获得生产电池用的多晶硅。
2.1 硅片的少子寿命及其影响因素在一定温度下，处于热平衡状态的半导体材料中的载流子浓度是一定的。
这种处于热平衡状态下的载流子则称为平衡载流子，其浓度，称为平衡载流子浓度。
太阳电池用多晶硅及其吸杂研究现状
湿法冶炼、高温熔炼和定向凝固等工艺提纯而成，其特点是 在所有提纯工艺中，硅自始至终都没参加过化学反应［１叽１１］。 另外，此法能耗低、污染小、成本低、工艺简单，是最有希望实 现大规模生产太阳能级硅的一种方法，但是其生产技术有难 度、设备要求高，眼下国内外正处于努力攻关阶段。据报道， 现今只有日本川崎制铁公司采用冶金法形成了每年８００ｔ的 生产能力ｍ］。
Ｃｅｌｌｓ ａｎｄ Ｉｔｓ Ｇｅｔｔｅｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ＷＵ Ｈｏｎｇｊｕｎｌ，ＣＨＥＮ Ｘｉｕｈｕａｌ，ＭＡ Ｗｅｎｈｕｉ２，ＭＥＩ Ｘｉａｎｇｙａｎ９２，ＪＩＡＮＧ Ｙｏｎ９２
（１ Ｆａｃｕｌｔｙ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｙｕｎｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｋｕｎｍｉｎｇ ６５００９１；２ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｖａｃｕｕｍ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ，Ｋｕｎｍｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｋｕｎｍｉｎｇ ６５００９３）
铝吸杂：①分凝机理，重金属杂质在铝硅合金与硅之间 分凝，其在合金中的固溶度较高，因而合金层能对其进行有 效吸除Ｌ２３ｊ；②沉积机理，因为铝硅合金层中有大量缺陷，杂质 与缺陷结合能量更低，从而使合金层能对硅中的重金属杂质 进行有效吸除。
磷一铝联合吸杂不仅结合了磷吸杂及铝吸杂的特点，同时 磷一铝的互扩散和体内的硅自间隙原子的过饱和也大大增强 了对重金属杂质的吸除作用［２们；并且该方法还减少了一次高 温过程，文献［１，ｚｓ］报道在同等条件下磷一铝联合吸杂的效 果比单独的磷或铝吸杂更好。
铸造多晶硅中存在着较多的杂质、位错及晶界等缺陷。
毕业设计(论文)多晶硅铸锭中的杂质分布及其影响因素
多晶硅铸锭中的杂质分布及其影响因素摘要近年来，太阳电池发电受到了人们的日益重视。
硅是当前用来制造太阳能电池的主要材料，由于低成本、低耗能和少污染的优势，目前铸造多晶硅已经成功取代直拉单晶硅而成为最主要的太阳能电池材料。
深入地研究材料中的杂质分布利于生产出高成品率的铸造多晶硅锭，降低铸造多晶硅太阳能电池的制造成本，同时也是制备高效率铸造多晶硅太阳能电池的前提。
本文对多晶硅中的杂质及其分布作了深入的研究。
多晶硅中出现的杂质是影响其太阳能电池转换效率的重要因素之一。
本文利用微波光电导衰减仪(μ—PCD)，，以及扫描电镜等测试手段，对铸造多晶硅中的杂质及分布情况以及少子寿命的分布特征进行了系统的研究。
主要包括以下三个方面：氧、铁、碳在铸造多晶硅中的分布规律；铸造多晶硅所测区域内杂质的种类及分布情况；铸造多晶硅中杂质浓度的分布与材料少子寿命的关系。
采用μ—PCD测得了沿硅锭生长方向(从底部至顶部)的少寿命分布图。
结果显示距离硅锭底部3-4 cm，以及顶部3 cm的范围内存在一个少子寿命值过低的区域，而硅锭中间区域少子寿命值较高且分布均匀。
进一步通过理论分析得出多晶硅杂质分布的情况以及杂质的来源和影响杂质分布的因素。
关键词：多晶硅，碳，氧，金属Polysilicon ingots in the distribution and determinantsof impuritiesABSTRACTIn recent years, it was becoming more end more important to utilize solar energythrough solar cells．Because low-cost, low energy consumption and less pollution of the advantages of polysilicon has been successfully replaced by the current cast Czochralski silicon solar cells become the main material. In-depth study of the distribution of impurities in materials help to produce high yields of casting sil icon ingots, cast polycrystalline silicon solar cells reduce manufacturing costs, but also highly efficient preparation of cast polycrystalline silicon solar cells premise.In this paper, and distribution of impurities in silicon in depth study. Polysilicon impurities appear to influence the solar cell conversion efficiency of one of the important factors. By using microwave photoconductivity decay meter (μ-PCD),, and scanning electron microscope test means of casting silicon impurities and minority carrier lifetime distribution and the distribution of characteristics of the system. Include the following three aspects: oxygen, iron, carbon in the casting of the Distribution of polysilicon; cast polycrystalline silicon measured in the region and the distribu tion of the types of impurities; cast pol ycrystalline silicon in the impurity concentration distribution of minority carrier lifetime relationship with the material. Won by μ-PCD measurements along the ingot growth direction (from bottom to top) less life distribution. The results showed that the bottom of silicon ingots from 3-4 cm, and 3 cm at the top of therange of memory in the minority carrier lifetime value of a low area, while the middle region of silicon ingots and high minority carrier lifetime value distribution. Further obtained by theoretical analysis as well as the distribution of polysilicon impurity impurity impurity distribution of the sources and effects of the factorsKEY WORDS: polycrystalline silicon,carbon, oxygen, metals目录第一章绪论 (1)§1.1 引言 (1)§1.2 太阳能利用开发的发展趋势 (2)§1.3 铸造多晶硅的生产工艺 (2)§1.3.1 铸锭浇注法 (3)§1.3.2 定向凝固法 (3)§1.3.3 电磁感应加热连续铸造( EMCP) (4)§1.4 铸造多晶硅中主要杂质及影响 (6)§1.4.1 硅中的氧 (6)§1.4.2 硅中的碳 (8)§1.4.3 硅中的过渡金属 (9)§1.5 检测杂质的主要指标 (10)§1.5.1 少子寿命 (10)§1.6 本文研究的目的及主要内容 (10)第二章实验过程 (12)§2.1 样品制备 (12)§2.1.1 实验锭的原料组成 (12)§2.1.2 实验用坩埚及涂层 (12)§2.1.3 铸锭的运行 (12)§2.1.4 多晶铸锭的剖方及取样 (12)§2.2 样品检测 (13)§2.2.1 杂质种类及含量的检测 (13)§2.2.2 少子寿命的检测所用仪器μ—PCD (14)第三章样品检测结果及分析 (15)§3.1样品检测结果及分析 (15)§3.2 分布情况及影响因素 (16)结论 (19)参考文献 (20)致谢 (22)第一章绪论§1.1 引言随着人类社会的高速发展，环境恶化与能源短缺己成为全世界最为突出的问题。
铸造多晶硅中的金属杂质及其对硅片性能的影响aaa讲解
铸造多晶硅中的金属杂质及其对硅片性能的影响摘要：关键词：多晶硅铸造多晶硅金属杂质正文：金属杂质特别是过渡金属杂质，在原生铸锭中的浓度般都低于1×10”cm 3，但是它们无论是以单个原子形式，或者以沉淀形式出现，都对太阳能电池的转换效率有重要的影响。
近期由于硅料中所含金属杂质超标，导致多个晶锭出现电阻率严重异常而整锭报废，另外还出现较多晶棒切片后的硅片电阻率出现较大波动，对公司的经济效益带来严重的影响。
下面对铸造多晶硅中金属杂质的性质及其对硅片性能的影响进行详细的分析，为多晶硅片的生产及异常硅片的处理提供一定的参考。
1.铸造多晶硅中金属杂质的来源铸造多晶硅中的金属杂质主要有Fe，Al，Ga，Cu，Co，Ni等，铸造多晶硅中金属杂质的来源主要有以下几个方面：A．原生硅料中含有一定量的金属杂质，这也是金属杂质的一个主要来源。
目前由于硅料异常紧缺，导致一些含杂质较多的硅料在市场上流通，造成铸出的晶锭出现问题的事故时有发生。
B．在硅料的清洗，铸锭及切片的整个过程中由于使用各种金属器件接触，导致金属杂质的引入。
这也是铸造多晶硅中金属杂质含量偏高的一个主要原因。
整个工艺流程中引入金属杂质的途径有很多，例如硅料清洗过程中清洗液的残留，晶锭转运过程中使用的不锈钢转运车，多晶硅棒破碎过程中所使用的铁锤等。
2.过渡族金属在硅片中的扩散和溶解硅中金属杂质的引入可以在晶体生长过程中，或者在硅片的抛光、化学处理、离子注入、氧化或其他处理过程中首先在表面附着，随后后续的高温热处理过程中扩散进入硅基体。
A．金属杂质在硅锭中的分布在高温（>800℃）下，过渡族金属一般都有很快的扩散速度而溶解度则相对较小。
Cu、Ni为快速扩散杂质，在高温下，Cu、Ni的扩散速率甚至可以接近于液相时的扩散速率，达到10-4cm2/s 。
而其他的金属杂质，如Fe 、Cr 等为慢扩散杂质，一般比Cu 、Ni 的扩散速率慢一到两个数量级，但在高温下仍可以达到几十到几百微米每秒。
浅谈多晶硅生产中碳杂质的分布和去除
浅谈多晶硅生产中碳杂质的分布和去除摘要：现代社会光伏产业的发展和多晶硅材料市场需求的不断增长极大地促进了多晶硅产业的进步。
在多晶硅工业的发展过程中，多晶硅生产质量和效率的提高仍然是工业发展关注的问题。
同时，如果多晶硅行业要扩大生产规模，也不能采用单一的创新生产技术，还必须对多晶硅还原生产存在的问题进行分析，提出对策——多晶硅还原生产控制措施，改进生产工艺，提供为此，本文分析了多晶硅还原生产中常见的问题，提出了针对还原生产问题的对策，以期提高多晶硅的生产质量。
关键词：甲基氯硅烷；三氯氢硅；四氯化硅；取代反应引言多晶硅是一种重要的半导体材料。
目前国内多晶产品大多为太阳能，电子级多晶生产能力较低。
太阳级多晶硅与电子级多晶硅的区别在于纯度的差异，纯度条件是多晶硅中硼、磷、碳、氧等杂质的量。
多晶硅的主要生产工艺是西门子方法的改进，主要反应是高纯三氯乙烯和氢的还原反应1100，硅沉积在高纯硅芯表面，随着沉积的继续，硅芯逐渐增大，最终生长为120~150mm尺寸的硅棒产品。
1多晶硅还原生产工艺概述多晶硅生产中改良西门子法是其中一项西门子工艺，在纯1100℃型半导体技术中，采用还原沉积在硅片电池之上的高纯度氯烃硅酸盐。
这种改进的西门子技术是基于传统西门子工艺的创新，在多晶硅生产中具有H2、HCl、SiCl4等次级产品的高能效、可回收特性。
采用这种改进的西门子方法，多部分硅生长阶段通常在恢复室内进行。
反应器室包括壳体、壳体上分散式电分布的炉，一些常见的反应器室对采用电磁对数命名，例如继正常的24对炉和36对炉后。
炉的恢复是多晶重存储、电源和材料负荷、材料分配等方面的必要条件。
并允许采用绝缘材料、冷却剂流量管路等多种操作功能，恢复炉也是多晶硅的必要生长空间、炉高、多晶空间和实际性能、电流指标等。
影响实时监测温度和芯片生长过程，冷却设备。
2碳杂质的分布由于上述化学分类分析和多晶制造工艺，不难看出二氧化碳硅总是随着硅生长，甲烷硅总是出现在氯烃、甲烷和二氧化碳(实验室数值表明几乎没有二氧化碳)的系统中。
多晶硅中碳杂质的来源及控制方法探讨
多晶硅中碳杂质的来源及控制方法探讨摘要：本文简述了多晶硅生产过程中碳杂质的主要来源：甲烷和甲基氯硅烷，对合成炉、冷氢化两种工艺生成甲基氯硅烷进行了对比，并提出了生产中控制碳杂质的方法。
关键词：多晶硅碳杂质甲烷甲基氯硅烷一、前言碳是半导体材料中的主要杂质之一，其严重影响产品的电学性能，使硅器件的击穿电压降低，对大功率可控硅器件危害很大。
同时碳与氧共同作用，使杂质对材料和器件性能的影响复杂化，导致其使用寿命缩短；此外多晶硅中高浓度的碳会促进氧沉淀的形成[1]，氧沉淀形成会会诱发位错、层错等二次缺陷，这些缺陷会使硅器件漏电流增加，降低了成品率。
而多晶硅作为半导体的原材料，其碳含量如果超标，将在后续的加工过程中无法去除，所以，多晶硅生产中就应严格控制碳含量。
目前，多晶硅生产主要采用改良西门子法，其主要原料为三氯氢硅和氢气，其中氢气分为新生氢和回收氢。
本文针对改良西门子法生产多晶硅的过程，探讨了还原过程中碳的沉积及生产中的控制方法。
二、多晶硅中碳的来源1.石墨电极中碳的扩散及反应碳在多晶硅中大多以替位式存在，其在硅基体中的扩散速度很慢，在还原炉实际反应温度（1100℃左右）替位式碳的扩散系数350℃）；Si+HCl→SiH2Cl2（温度<280℃）合成炉法三氯氢硅合成反应的压力一般在0.05-3MPa下进行。
从二甲基二氯硅烷合成条件与三氯氢硅合成对比，可以看出，两者的反应反应温度和反应压力基本相近。
1.2冷氢化法合成三氯氢硅Si+3HCl→SiHCl3+H2；3SiCl4+Si+2H2→4SiHCl3冷氢化法合成三氯氢硅一般的操作压力在1.5-3.0MPa下进行，反应温度在500-550℃。
从上述反应条件的对比看，DH和MH的合成原料、催化剂以及反应温度和压力都与合成炉法三氯氢硅合成的运行条件非常相近，而与氯氢化法运行条件差异较大。
因此当合成炉法三氯氢硅合成系统是具备DH和MH的生成条件的（原料硅粉中含有碳元素）。
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光伏市场上主要使用铸造多晶硅 。多晶硅的铸造技 术 主要有铸 锭浇 注法 （ ｉ ｎ ｇ ｏ ｔ ｃ ａ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ） 、 定 向凝 固法 和 电磁感应加热连续铸造 （ Ｅ ＭＣ Ｐ ） 等。目前 ， 国内主 要使 用定 向凝 固法 。
杂质 对材料 和器件 的性 能都会 产生 影 响 。碳是
浙江理 工 大学 学报 ， 第３ ０卷 ， 第 ２期 ， ２ ０ １ ３ 年 ３月
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｚ ｈ ｅ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ Ｓ ｃ ｉ — Ｔｅ ｃ ｈ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ
Ｖｏ １ ． ３ ０，Ｎｏ ． ２，Ｍ ａ ｒ ．２ ０ １ ３
氧沿铸 造 多晶硅 锭轴 向的分 布主要 取决 于生 长过程 中氧的分凝 和氧 的挥发 ， 但 目前 对碳 在 定 向凝 固法 铸造 多 晶硅 中分 布 的研 究较 少 。本文研 究太 阳能 电
收 稿 日期 ：２ ０ １ １ ～ｌ ｌ 一１ ６
Ｎｉ ｃ ｏ ｌ ｅ ｔ ５ ７ ０ ０ ／ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｉ ｎ ｕ ｕ ｍ型傅里 叶转换红外光谱仪 。 沿 宽度 方 向将 样 品裁 切 为等 长 的两 段 ， 将样 品
２ ． １ 铸造多晶硅轴向碳浓度分布
实 验测 得 的样 品 沿铸造 多 晶硅轴 向 的碳 浓 度分 布 如 图 １中数据点 分 布所示 。
７
的扩散 ． ｂ ）杂质在熔体 中的扩散速度比凝固过程的 凝 固速度快得多， 可 以认为杂质在熔体 中的分布是 均匀 的 ； ｃ ）杂 质 的分凝 系数 是 常数 。在实 际 的 生产
１ ． ３ 实验 方法
） 生产 的
可与其他杂质或缺陷形成 复合体 ， 或以第二相 的形 态沉淀 ， 也会在硅中诱生缺陷＿ Ｌ ２ ］ 。 碳在材料 中的分布由于位置的不同而不同。因 此， 测定碳浓度在材料 中的分布具有重要意义。氧 也是 铸 造 多 晶硅 中一 种重 要 杂质 ， 邓海Ｌ ８ 研 究得 出
铸造 多 晶硅 中的重 要 杂 质 。一 方 面 ， 碳 对 材 料 的 电
厚度 ２ ｍｍ， 长 度 方 向 即为 铸 锭 底 部 到 顶 部 的轴 向 方 向， 长度 ２ １ ｃ ｍ， 宽度 ２ ｃ ｍ； 硝酸 （ 分析纯 ， ＡＲ， 无 锡市展 望化 工试 剂有 限公 司 ） ； 氢氟酸 （ ＨＦ， 杭 州 高 晶精 细化工 有 限公 司 ） ； 去离 子水 （ 电阻率 ≥８ ＭＱ ・
速度在 ４ ． ７ ２ ×１ ０ ～４ ． ７ ２ ×ｌ ０ ～ ｃ ｍ／ ｓ 的 范 围。
关键词 ： 铸 造 多 晶硅 ； 碳浓度 ； 分布 ； 耵 Ｉ Ｒ 中 图分 类 号 ： ＴＭ９ １ ４ ． ４ 文献标志码 ： Ａ
０ 引 言
相 比其 他 硅 材料 制 成 的太 阳能 电池 ， 多 晶硅 太 阳能 电池 由于具 有容 易 制 成方 形 基 片 ， 可 以进 行 组 件排 列 的优 势 ， 近年 在太 阳能 电池用 硅 材 料 中 的地 位越来 越重要 口 ］ 。太 阳能 电池用 多 晶硅 主要 有铸 造 多 晶硅 、 冶 金法 多 晶 硅 、 西 门子 法 多 晶硅 等 。其 中 ，
在 酸抛光 液 （ Ｖ（ ＨＮＯ 。 ）： （ ＨＦ ） 一３：１ ） 中抛 光 至
样 品表 面呈镜 面 。用 去离 子 水将 表面 冲洗 干净 ， 用 氮 气枪将 样 品表面 吹干 。 从 硅锭 的底 部 到 顶 部 ， 每隔 ０ ． ５ ｃ ｍ 取 一 个 位 置， 测定 样 品的碳浓 度 。
池 用定 向凝 固法 铸 造 多 晶硅 硅 锭 的轴 向碳 浓 度 分
布， 探讨碳 浓度 分布 的规律 ， 以及碳 在铸 造多 晶硅 中 的 固液转 变过 程 中的分凝 系数 和扩散 速度 。
１ 实验部分
１ ． １ 实 验材料 Ｐ型铸造 多 晶硅 （ 电阻率 约 １ Ｑ・ ｃ ｍ） ， 长 条状 ，
文章 编 号 ：１ ６ ７ ３ — ３ ８ ５ １（ ２ ０ １ ３ ）０ ２ — ０ ２ ５ ０ — ０ ４
太 阳 能 电池 用 铸 造 多 晶 硅 的碳 浓 度 分 布 研 究
刘耀 南 ， 梁萍 兰 ， 张存磊 ， 席珍强
（ 浙江理 工大学材料工程 中心 ， 杭州 ３ １ ０ ０ １ ８ ） 摘 要 ： 用傅里叶红外光谱仪（ Ｆ ＴＩ Ｒ ） 测定定向凝 固太阳能 电池 用 多晶硅 的轴 向碳 浓度分布 。结果表 明： 实验 样品的轴向碳浓度分布符合分凝规律 。用经典分凝公 式模拟该铸 造 多晶硅 的轴 向碳 浓度分 布， 得 到该铸造 多晶硅 的有效分凝 系数为 ０ ． ４ ５ 。取硅 熔点温度 为定向凝 固过程温度 ， 通过 Ｂ Ｐ Ｓ公 式计 算得到 ， 碳 在定向凝 固过程 中的扩散
ｃ ｍ， 自制） ； 氮气（ 纯度≥ ９ ９ ． ９ ９ ９ ， 杭州电化集团气
体 有 限公 司） 。
１ ． ２ 实验 仪器
学性 能没 有影 响 ， 并 能起 到释放应 力 的作用 ， 它会 抑
制 热施 主的形 成 ， 核化 新 施 主 的形 成 ； 另一 方 面 ， 碳
测试 仪器为美 国热 电公司 （ Ｔ ｈ ｅ ｒ ｍｏ
过程 中 ， 通 常 杂 质 在 固 体 中 的扩 散 速 度 为 １ ０ ～
１ ０ 一 ¨ｃ ｍ／ ｓ ， 而 凝 固速 度 在 １ Ｏ ～１ ０ ＿ ｃ ｍ／ ｓ ， 杂 质
作者简介 ：刘耀南 （ １ ９ ８ ５ 一） ， 男， 福建漳州人 ， 硕士研究生 ， 主要从事半导体材料的研究 。
第２ 期
一 暑３ ． ｇ 鲁 ＿ 【 ） ／ 氍 刘耀南等： 太阳能电池用铸造多晶硅的碳浓度分布研究
５ ４ ３ ２ ｌ Ｏ
２ ５ １
２ 结 果 和 分 析