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微晶和分布晶的少子寿命和漏电分析
图9硅片少子寿命扫描图
图10太阳能电池片Rsh扫描图
微晶和分布晶区域大量晶粒的形成,必然有大量杂质作为形核中心参与形核,甚至造成硅溶液中成分过冷,而形成大量微晶和分布晶。另一方面,由于微晶和分布晶区域大量杂质和晶界的存在,比如也伴随着大量位错的存在,因此,
微晶和分布晶区域是晶界、位错和杂质三者的聚集区。
反过来,晶界和位错对杂质具有很强的偏聚和沉淀作用,而且低温热处理过程,会加速晶界和位错对杂质的偏聚和沉淀。所以,微晶和分布晶区域是少数载流子的强复合中心,会导致材料电学性能的严重下降。如上图硅片少子寿命扫描图。
对微晶和分布晶区域SEM和EDS分析显示,在微晶和分布晶区域尤其是其晶界处具有很深的腐蚀坑,而且存在大量长条状SiC和SiN。一方面说明了微晶和分布晶区域晶界处存在大量的位错、杂质和缺陷,所以具有很高的腐蚀速度,容易形成较深的腐蚀坑。
另一方面,
图11 太阳能电池可认为是无数二极管的并联
但是由于贯穿PN结的长条状导电型SiC的存在,会造成电池的严重漏电Ileak甚至PN结短路,使电池性能严重下降甚至报废。如图10 电池片Rsh扫描图所示漏电。
图12典型微晶和分布晶模拟光强电池性能测试
结论
在多晶硅片上,作为晶界、位错和杂质三者聚集的微晶区域,是少数载流子的强复合中心,会严重影响硅片的少子寿命。
而微晶区域,尤其是晶界处垂直与PN结的长条状导电型SiC的存在,会造成多晶硅电池的严重漏电甚至PN结局部短路,使电池性能严重下降甚至报废。(作者张光春)
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