N 型单晶硅制备技术 引言 作为最理想的可再生能源，太阳能具有“取之不尽，用之不竭”的特点，而利用太阳能发电具有环保等优点，而且不必考虑其安全性问题。据统计，2007 年全国一次能源消耗26.5 亿吨标煤，而我国地表每年吸收太阳能达17000 亿吨煤。我国有158 完平方公里荒漠，假如太阳能利用率达到10%，即荒漠区10%土地上的太阳能转化，就可以满足全国2007 年的能源需求。欧洲联盟国家在2010 年太阳能光电转换的电力占所有总电力的1.5％。我国十二五计划表示到要达到“‘十二五’末非化石能源在一次能源消费中的比重达到11.4%”这一目标，中国未来数年必将掀起太阳能等新兴能源产业的投资浪潮。在能源短缺，环境保护问题日益严重的我国，研究低成本高效率地利用太阳能尤为重要。 近 30 年来，太阳能利用技术在研究开发、商业化生产、市场开拓方面都获得了长足发展，成为世界快速、稳定发展的新兴产业之一。而其中的太阳光伏发电是世界上节约能源、倡导绿色电力的一种主要的高新技术产业。发展光伏产业已经成为全球各国解决能源与经济发展、环境保护之间矛盾的最佳途径之一。目前晶体硅太阳能电池占据着光伏产业的主导地位，占世界太阳能电池市场的80％。 1 单晶硅 熔融的单质硅在凝固时硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅。单晶硅具有准金属的物理性质，有较弱的导电性，其电导率随温度的升高而增加，有显著的半导电性。超纯的单晶硅是本征半导体。在超纯单晶硅中掺入微量的ⅢA 族元素，如硼可提高其导电的程度，而形成 p 型硅半导体；如掺入微量的ⅤA 族元素，如磷或砷也可提高导电程度，形成 n 型硅半导体。单晶硅的制法通常是先制得多晶硅或无定形硅，然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅。 1.1 单晶硅的光电转化原理 纯的硅晶体总体显电中性，自由电子和空穴的数目是相等的。如果在硅晶体中掺入能够俘获电子的硼、铝、镓或铟等杂质元素，那么它就成了空穴型半导体，简称p（positiv e）型半导体。如在硅晶体中掺入能够释放电子的磷、砷等杂质元素，那么它就成了电子型半导体，简称n(negativ e)型半导体。当p 型和 n 型半导体结合在一起时，在交界面处便会形成一个特殊的薄层，这是由于P 型半导体多空穴，n 型半导体多自由电子，出现了浓度差。n 区的电子会扩散到P 区，P 区的空穴会扩散到n 区。这样原本呈电中性...
