晶體硅中光衰減缺陷及其再生態(tài)的研究.pdf

1、太陽(yáng)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(diǎn)備受各國(guó)政府的青睞。其中，晶體硅太陽(yáng)電池由于具有穩(wěn)定性好、效率高等特點(diǎn)，成為當(dāng)前光伏市場(chǎng)的主流產(chǎn)品。然而商業(yè)p型晶體硅太陽(yáng)電池片由于在光照條件下電池片體內(nèi)會(huì)形成高復(fù)合活性中心的硼氧復(fù)合體從而導(dǎo)致太陽(yáng)電池效率衰減，這一現(xiàn)象已嚴(yán)重限制了產(chǎn)業(yè)進(jìn)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(shí)至至今，科學(xué)家們?nèi)匀粺o(wú)法知曉其內(nèi)在機(jī)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(jī)理具有非常重要的科學(xué)研究和實(shí)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(dòng)力學(xué)行為，同時(shí)研究了鍺摻雜及氫濃度對(duì)晶體硅中光衰減的抑制作用及其抑制機(jī)制，取得的主要?jiǎng)?chuàng)新結(jié)果如下:
　　(1)普通p型硅片、硼磷補(bǔ)償p型硅片及硼磷補(bǔ)償n型硅片中都會(huì)發(fā)生光致效率衰減現(xiàn)象。普通p型硅片、硼磷補(bǔ)償p型硅片由于空穴濃度過(guò)高，其在高溫加熱過(guò)程中不利于發(fā)生第三態(tài)回復(fù)過(guò)程，反而會(huì)形成退火過(guò)程

3、和衰減過(guò)程的動(dòng)態(tài)平衡，溫度越高越利于退火過(guò)程。硼磷補(bǔ)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(wú)關(guān)。硼磷補(bǔ)償n型硅片首次發(fā)現(xiàn)了再衰減過(guò)程，再衰減過(guò)程激活能為0.46 eV，樣品在適當(dāng)?shù)臏囟群凸庹障驴蓪?shí)現(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(dāng)摻鍺濃度達(dá)到1021 cm-3數(shù)量級(jí)時(shí)，摻鍺硅片中的硼氧復(fù)合體將會(huì)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(dāng)摻鍺濃度達(dá)到1021cm-3數(shù)量級(jí)時(shí)，光照下將完全無(wú)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(wú)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(huì)抑制硼氧復(fù)合體的消除。隨著摻氫濃度的增加，硼氧