非金属材料专业毕业设计（论文）外文翻译-太阳能电池用多晶硅杂质分布及生长率的研究.doc

。硅以一个水平界面在竖直方向上由底部至顶部凝固。本次采用两个冷却速度不同的实验。硅的平均凝固速度为4×10-6m/s,这和利用测量坩埚底部温度进行计算得到的结果相一致。试验测量硅锭中碳和氧的分布以及垂直方向上的少子寿命。两个硅锭中碳的分布类似,中间部分浓度为4ppm。缓慢冷却的硅锭中氧浓度较高,这是差的涂层增加了坩埚中氧扩散的结果。快速冷却的硅锭少子寿命约为10微妙而缓慢冷却的仅为2微妙,可能是因为缓慢冷却中坩埚中的铁有较多扩散的原因。。已超过50%。定向凝固是铸造多晶硅常用的方法,这种方法先溶化,然后从坩埚底部抽出热量来凝固,形成一个平的固夜界面,大部分杂质被分离在顶部,最终的晶体结构由大的柱状晶决定。通常情况下,太阳能电池的转化效率为12%至15%,转化效率主要被处在位错中的大量复合以及晶内缺陷限制。例如杂质、原子团聚、沉淀等。在洁净的位错中复合相对较弱,所以认为是由于金属杂质或沉淀增加了这些区域的复合。众所周知,凝固过程严重影响转化效率,冷却凝固会影响位错密度,凝固界面的曲率会影响晶体形态和杂质位置。多晶硅中除氮以外,碳和氧是主要的杂质,碳主要是在炉中加热和保温时引入的,氧主要是由坩埚中扩散进入熔体。本文描述的是用实验确定中等规模布里奇曼炉中硅定向凝固的速度,以及确定冷却速度通过位错对少子寿命的影响。同时也通过测量坩埚底部的温度来计算出凝固速度,两组实验材料用于确定硅锭中碳和氧在竖直方向上的分布。,利用中等型号的炉一次铸造出12千克的锭,该圆柱状的锭直径为25厘米,高为10厘米。掺硼的电子级的硅在涂有氮化硅的石英坩埚中熔化、凝固。涂层的作用是防止凝固过程中硅和坩埚粘贴,同时减少坩埚中的氧向熔体中扩散。硅熔体由底部开始凝固。通过炉两侧和顶部传感器来控制加热熔化和长晶过程。当坩埚底部的散热器缓慢打开时,传感器温度下降开始长晶。散热器由流过开关的水冷线路构成,这个开关可以调节进入坩埚底部的冷却水的量,进而增加锭的散热量。在凝固过程中,用三根石英棒插入熔体的不同位置,隔20分钟测一次以确定固夜界面的位置,这样可以确定凝固速度和界面曲率。第一个实验是当凝固完成时立即断电,采用快速冷却,。第二个实验是当凝固完成时控制冷却速度为323K/h,直到1373K时断电。。锭的中间部分(10cm×10cm)用来加工成电池,因此,用于作进一步研究的样品位于中心外5cm处。图1显示了样品的取处首先切成2cm厚的样品,然后再消减成2mm厚。样品的高度和锭的高度相等,这样锭在竖直方向上的性质可作为函数来研究,最底部的样品在切割中损失。傅里叶红外光谱仪(FTIR)用来测定溶解在硅锭中的碳和氧。FITR用来测定替代位的碳浓度和间隙位的氧浓度,。2mm厚的样品两面抛光后进行这些测量。用标准的方法测量两硅锭竖直方向上碳氧的含量。QSSPC用来测量2cm厚样品的少子寿命。图1用于进一步分析样品的俯视表1硅、坩埚、