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【干货】半熔和全熔高效多晶硅的差异性剖析

2018-09-10 09:44

  【干货】半熔和全熔高效多晶硅的差异性剖析

  1.前语

  当时高效多晶硅组件是干流的光伏产品。高效多晶硅的制备办法分为有籽晶高效多晶硅技能与无籽晶高效多晶硅技能,即俗称的半熔高效与全熔高效。

  有籽晶高效多晶硅技能(半熔)选用毫米级硅料作为形核中心进行外延成长,铸造低缺点高质量的多晶硅锭[1-3]。无籽晶高效多晶硅技能(全熔)选用非硅资料在坩埚底部制备外表粗糙的异质形核层,经过操控形核层的粗糙度与形核时过冷度来取得较大形核率,铸造低缺点高质量多晶硅锭。这一理论来源于经典的形核理论[5-6]。有籽晶和无籽晶高效多晶硅技能经过形核层与工艺的优化相同都能够取得小而均匀的晶粒尺度。

  有籽晶高效多晶硅技能是硅资料的外延成长,而无籽晶高效多晶硅技能是一种异质形核。尽管两者都能够取得高质量的小晶粒高效多晶硅锭,可是因为形核机理不同,两种技能成长的晶体硅存在必定的差异。本文经过EBSD晶向检测,PL缺点检测等手法比照晶向散布、晶界份额、电池功率等差异,进一步剖析两种技能因形核差异带来的不同,探寻两种高效技能进一步优化的可能方向。

  2.试验进程简述

  选用同一炉台,同种热场。无籽晶高效多晶硅运用非硅资料作为异质形核层,有籽晶高效多晶硅底部铺设碎硅料作为籽晶,选用两种技能别离各铸造一个分量相同的多晶硅锭。

  选择两个硅锭相同方位硅块作为检测样块,选用μ-PCD (Semilab, model WT2000)丈量比照少子寿数差异,选用在线PL(LTS-R2)丈量比照硅片的质量差异,选用EBSD丈量比照晶向散布与晶界份额之间的差异。

  3.试验成果剖析

  3.1 形核率比照

  Fig.1.Comparisonof crystalnucleation (a) schematic bricks representation of mc-Si silicon ingot;(b) crystalgrains of brick C15 from the silicon-seeded HP mc ingot horizontalcross section15mm from bottom; (c) crystal grains of brick C15 from thesiliconnitride-seeded HP mc ingot horizontal cross section 15mm from bottom.

  每个硅锭切开为36块,命名方法如图1(a)。从每锭C15块选择底部相同高度方位硅片进行形核比照如图1(b)与1(c)。能够看出两种技能都能够取得尺度小并且均匀的晶粒散布。有籽晶高效多晶硅技能硅锭取得的小尺度晶粒来源于底部碎小的硅料外延成长,而无籽晶高效多晶硅技能硅锭小尺度晶粒来源于底部异质形核层,异质形核层具有满足的形核粗糙度[7],再合作特定的过冷度[9]就能够取得较高的形核率。两种技能都能够取得尺度较小晶粒,下面将进行更深化的剖析比照。

  3.2 少子寿数与位错密度比照

  Fig.2.Minority carrierlifetime mapping of (a) mc silicon-seeded ingot (b) silicon nitride-seededingotminority carrier lifetime curve comparison of the two ingots.