石墨垫板刻槽对生长大晶粒多晶硅杂质传输的影响VIP免费

石墨垫板刻槽对生长大晶粒多晶硅杂质传输的影响＊季尚司，左然，苏文佳，韩江山（江苏大学能源与动力工程学院，镇江２１２０１３）摘要铸锭中过高的杂质浓度是影响铸造多晶硅太阳电池效率的主要因素之一。铸锭生长过程中的杂质主要有Ｃ、Ｎ、Ｏ、金属离子及固体颗粒ＳｉＣ和Ｓｉ３Ｎ４。这些杂质能够降低晶片中少数载流子的寿命及太阳电池的填充因子；同时固体颗粒会造成切片过程的断线和晶片表面产生划痕。设计了一种新的方法生长大晶粒多晶硅，对石墨垫板进行刻槽处理，并采用数值模拟的方法模拟了该生长过程杂质的传输。模拟结果表明，刻槽的深度明显影响着初始生长时结晶界面上Ｏ、Ｃ和Ｎ的分布；同时刻槽深度越大，生长速率越快，越能够抑制晶体中ＳｉＣ和Ｓｉ３Ｎ４的形成。关键词铸造多晶硅点冷却杂质传输数值模拟中图分类号：ＴＢ３２１；Ｏ７７＋５文献标识码：ＡＥｆｆｅｃｔｏｆＮｏｔｃｈｅｄＧｒａｐｈｉｔｅＰｌａｔｅｏｎＩｍｐｕｒｉｔｙＴｒａｎｓｐｏｒｔｉｎＬａｒｇｅＧｒａｉｎＰｏｌｙ－ｓｉｌｉｃｏｎＧｒｏｗｔｈＳｙｓｔｅｍＪＩＳｈａｎｇｓｉ，ＺＵＯＲａｎ，ＳＵＷｅｎｊｉａ，ＨＡＮＪｉａｎｇｓｈａｎ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｅｒｇｙａｎｄＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ２１２０１３）ＡｂｓｔｒａｃｔＨｉｇｈｉｍｐｕｒｉｔｙｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｉｎｇｏｔｃａｓｔｉｎｇｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍａｉｎｆａｃｔｏｒｓｔｈａｔｈａｖｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｐｏ－ｌｙ－ｓｉｌｉｃｏｎｓｏｌａｒｃｅｌｌｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．ＴｈｅｉｍｐｕｒｉｔｉｅｓａｒｅｍａｉｎｌｙＣ，Ｎ，Ｏ，ｍｅｔａｌｉｏｎａｎｄｓｏｌｉｄｐａｒｔｉｃｌｅＳｉＣａｎｄＳｉ３Ｎ４．Ｔｈｅｓｅｉｍｐｕｒｉｔｉｅｓｃａｎｒｅｄｕｃｅｔｈｅｌｉｆｅｔｉｍｅｏｆｍｉｎｏｒｉｔｙｃａｒｒｉｅｒａｎｄｔｈｅｓｏｌａｒｃｅｌｌｆｉｌｌｆａｃｔｏｒ．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｔｈｅｅｘｉｓｔｅｎｃｅｏｆｓｏｌｉｄｐａｒｔｉｃｌｅｓｃａｎｃａｕｓｅｓｌｉｃｉｎｇｗｉｒｅｂｒｏｋｅｎａｎｄｗａｆｅｒｓｕｒｆａｃｅｓｃｒａｔｃｈｅｄ．Ａｎｅｗｍｅｔｈｏｄｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄｔｏｇｒｏｗｌａｒｇｅｇｒａｉｎｐｏｌｙ－ｓｉｌｉｃｏｎ．Ｔｈｅｇｒａｐｈｉｔｅｐｌａｔｅｉｓｃｕｒｖｅｄｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｅｐｔｈ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｉｓｕｓｅｄｔｏｃａｌｃｕｌａｔｅｔｈｅｉｍ－ｐｕｒｉｔｙｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｔｈｅｃａｓｔｉｎｇｐｒｏｇｒｅｓｓ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｎｏｔｃｈｅｄｄｅｐｔｈｃａｎｗｅｌｌａｆｆｅｃｔｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆＯ，ＣａｎｄＮｉｎｔｈｅｃｒｙｓｔａｌｓ，ａｎｄｌａｒｇｅｎｏｔｃｈｅｄｄｅｐｔｈｃａｎｒｅｄｕｃｅｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆＳｉＣａｎｄＳｉ３Ｎ４．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｓｉｌｉｏｎｃａｓｔｉｎｇ，ｐｏｉｎｔｃｏｏｌｉｎｇ，ｉｍｐｕｒｉｔｙｔｒａｎｓｐｏｒｔ，ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ＊国家自然科学基金青年基金（５１２０６０６９）；江苏省自然科学基金青年基金（ＢＫ２０１２２９５）季尚司：男，１９８６年生，硕士生，主要从事晶体生长和流体动力学研究Ｅ－ｍａｉｌ：ｙａｗｅｎｈｕａｚ０６＠１６３．ｃｏｍ左然：通讯作者，男，１９５５年生，教授，博士生导师，主要从事晶体生长及ＭＯＣＶＤ气相动力学研究Ｅ－ｍａｉｌ：ｒｚｕｏ＠ｕｊｓ．ｅｄｕ．ｃｎ铸造法生长多晶硅是制造太阳电池的主要方法，因其产量大，电池效率略低于单晶硅电池，近年来研究者对该方法做了大量的研究和改进［１］，出现了准单晶［２，３］、大晶粒［４－６］等改进方案。但这些改进主要是减少了硅片中晶界的数量和位错密度，而影响太阳电池效率的重要因素之一是硅片中过高的杂质浓度：如氧会在太阳电池中形成热施主并造成光致衰减［７］；Ｃ和Ｎ的浓度超过其在硅熔体中的极限溶解度就会生成ＳｉＣ和Ｓｉ３Ｎ４颗粒［８－１１］...