晶體硅中光衰減缺陷及其再生態(tài)的研究.pdf

1、太陽能光伏發(fā)電作為現(xiàn)代新興發(fā)電方式之一，以其環(huán)境友好、可再生等特點備受各國政府的青睞。其中，晶體硅太陽電池由于具有穩(wěn)定性好、效率高等特點，成為當前光伏市場的主流產(chǎn)品。然而商業(yè)p型晶體硅太陽電池片由于在光照條件下電池片體內(nèi)會形成高復(fù)合活性中心的硼氧復(fù)合體從而導(dǎo)致太陽電池效率衰減，這一現(xiàn)象已嚴重限制了產(chǎn)業(yè)進一步發(fā)展。雖然光致效率衰減現(xiàn)象早在1973年就被科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，但時至至今，科學(xué)家們?nèi)匀粺o法知曉其內(nèi)在機理，因此，繼續(xù)深入的研究硅材料中光致

2、衰減現(xiàn)象的性質(zhì)和機理具有非常重要的科學(xué)研究和實際應(yīng)用意義。
　　本文系統(tǒng)研究了晶體硅中的光衰減現(xiàn)象以及第三態(tài)回復(fù)的基本性質(zhì)和熱力學(xué)動力學(xué)行為，同時研究了鍺摻雜及氫濃度對晶體硅中光衰減的抑制作用及其抑制機制，取得的主要創(chuàng)新結(jié)果如下:
　　(1)普通p型硅片、硼磷補償p型硅片及硼磷補償n型硅片中都會發(fā)生光致效率衰減現(xiàn)象。普通p型硅片、硼磷補償p型硅片由于空穴濃度過高，其在高溫加熱過程中不利于發(fā)生第三態(tài)回復(fù)過程，反而會形成退火過程

3、和衰減過程的動態(tài)平衡，溫度越高越利于退火過程。硼磷補償n型硅片中存在第三態(tài)回復(fù)，生成激活能為0.64 eV，激活能與硼濃度無關(guān)。硼磷補償n型硅片首次發(fā)現(xiàn)了再衰減過程，再衰減過程激活能為0.46 eV，樣品在適當?shù)臏囟群凸庹障驴蓪崿F(xiàn)R-D循環(huán)。
　　(2)硅片中摻鍺可以有效地抑制硼氧復(fù)合體的生成速率，隨著摻鍺濃度的提高這種抑制效果越加的明顯，當摻鍺濃度達到1021 cm-3數(shù)量級時，摻鍺硅片中的硼氧復(fù)合體將會完全的被抑制;摻鍺可以有

4、效地降低硼氧復(fù)合體的飽和濃度。隨著摻鍺濃度的增加，硼氧復(fù)合體的飽和濃度減少的越多，當摻鍺濃度達到1021cm-3數(shù)量級時，光照下將完全無法形成硼氧復(fù)合體;摻鍺可以有效地降低雙氧的濃度。且與已有數(shù)據(jù)比較，隨著摻鍺濃度的增加，雙氧濃度降低的數(shù)值也就越大，而在高摻鍺的樣品中雙氧則無法形成。
　　(3)硅片中摻氫可以有效地抑制硼氧復(fù)合體的生成速率，隨著氫濃度的提高這種抑制效果越加的明顯;摻氫會抑制硼氧復(fù)合體的消除。隨著摻氫濃度的增加，硼氧