太阳电池用直拉硅单晶中氧和氧沉淀

　　5太阳电池用直拉硅单晶中氧和氧沉淀杨德仁王莉蓉李先杭浙江大学硅材料国家重点实验室，杭州310027光电转换是太阳能利用技术中的重要能量转换方式之。作为商业用的太阳能电池，晶体硅太阳能电池从技术工艺上讲都最为成熟，产量也最大，晶体硅太阳能电池的研究重点是大面积低成本新结构高效率，并趋向于薄片化，同时，硅单晶材料中的杂质和缺陷对太阳能电池效率的影响也是人们关注的重点。氧是太阳能用直拉硅单晶中的主要杂质，氧对材料及器件的性能均有影响，研究单晶内部氧沉淀的性质是了解这影响基础，具有重要意义。

　　太阳能电池用直拉硅单晶的热历史与微电子用直拉硅单晶的热历史不同，前者拉晶速度快，故冷却速度也快，可以认为在炉膛内经过的热处理很少；而且由于拉速较快，由坩埚进入硅熔体的氧较少，故单晶的氧含量较低，以上两个原因使得其内部的原生氧沉淀很少。而普通硅单晶的拉晶速度慢，相当于在炉中经过了20001400等效于740，的段时间的热处理，加上氧含量较高，使得其内部原生氧沉淀较多。

　　硅单晶中氧和氧沉淀性质。研究发现太阳能电池用直拉硅单晶氧和氧沉淀的性质不同于微电子用直拉硅单晶，微电子用硅单晶含有许多原生氧沉淀可以作为进步氧沉淀的核心，经单步退火处理有氧沉淀生成；太阳能用硅单晶的原生氧沉淀很少，虽然碳含量很高应能促进氧沉淀，但由于没有核心，经过单步退火处理没有氧沉淀生成。由此类比，太阳能电池工艺中800100的热处理中几乎没有氧沉淀生成；太阳能用直拉硅单晶中的氧可能对太阳能电池的效率没有影响。

　　实验还指出由于在预处理过程中有氧沉淀核心形成，因此经过步退火，太阳能用硅单晶中有氧沉淀产生；普通单晶在预处理过程中也有氧沉淀核心形成，经过第步退火这些核心与原生氧沉淀起长大从而导致大量氧沉淀生成。

　　国家自然科学基金项目59976035资助