one激光摻雜5.29

1、激光摻雜制備晶體硅太陽(yáng)電池研究展 摘自電工技術(shù)報(bào)內(nèi)容:v 下列因素激光摻雜效果的影響: 1,激光能量密度 2,激光脈沖個(gè)數(shù) 3,激光波長(zhǎng) 4,材料表面織構(gòu)與否 激光摻雜的效果，諸如 pn 結(jié)結(jié)深，方塊電阻，雜質(zhì)的分布等與激光能量密度、激光脈沖個(gè)數(shù)、激光波長(zhǎng)和材料表面織構(gòu)與否有密切的關(guān)系。激光摻雜的優(yōu)勢(shì)v 相比于傳統(tǒng)工藝：1，激光摻雜技術(shù)簡(jiǎn)單快速，應(yīng)用于室溫環(huán)境；2，減少了整體太陽(yáng)電池的熱效應(yīng)，更適合于加工薄的硅襯底（150um以下）；3，結(jié)合激光摻雜發(fā)射極和激光摻雜背電場(chǎng)技術(shù)，晶體硅太陽(yáng)電池的效率可以超過(guò)20%。 激光摻雜就是應(yīng)用能量接近襯底熔融閾值的激光脈沖，轟擊雜質(zhì)原子，利用激光的高能量密

2、度，將雜質(zhì)原子摻雜到硅的電活性區(qū)域。摻雜源 ： 1氣體； 2液體； 3固體。原理：v 激光脈沖（脈寬微秒或納秒量級(jí)）熔融硅表面，雜質(zhì)滲透融化和固化的循環(huán)過(guò)程，摻雜源進(jìn)入到硅的頂層融化的頂層都會(huì)向下外延，液態(tài)和固態(tài)的交界面移回表面固化后，摻雜原子取代硅原子的位置激光摻雜背電場(chǎng)（波長(zhǎng)355nm)v 激光能量密度v 當(dāng)激光能量密度高于熔融閾值時(shí)，熔融深度隨激光能量密度提高迅速加深，說(shuō)明很容易獲得深結(jié)重?fù)诫s區(qū)域激光功率對(duì)摻雜濃度和摻雜深度的影響v 工作波長(zhǎng)為 355nm，重復(fù)頻率 34kHz 的 Nd3+:YAG 激光器v v 355 nm 波長(zhǎng)的光 摻雜原子位于表面下0.05 um 激光功率越高，摻

3、雜越深，同一深度的摻雜濃度越大。v然而，當(dāng)輸出功率超過(guò) 0.5 W 時(shí)，摻雜原子量趨近于常量。v 繼續(xù)增大激光功率，方塊電阻又開(kāi)始增加，這是因?yàn)檫^(guò)大的激光能量使之前摻雜的硅材料熔融。波長(zhǎng)為 1064 nm 的 Nd:YVO4激光器v 隨著激光脈沖數(shù)量的增加，方塊電阻顯著減小，硼摻雜的深度明顯加深，說(shuō)明了激光摻雜雜質(zhì)激活率高，大部分的摻雜原子是晶體硅原子的替位原子。 v v 當(dāng)脈沖數(shù)量在 50 個(gè)以上時(shí)，摻雜濃度甚至可以明顯超過(guò)溶解極限，實(shí)現(xiàn)區(qū)域的重?cái)U(kuò)散。激光波長(zhǎng)v 表面織構(gòu)v 采用沒(méi)有織構(gòu)表面金字塔和有織構(gòu)金字塔的樣品進(jìn)行激光摻雜的對(duì)比。選取四組區(qū)別僅在于表面織構(gòu)與否和之前擴(kuò)散發(fā)射極的方塊電阻大?。?5 或者 110 ）的樣品；v表面之前進(jìn)行過(guò)織構(gòu)，方塊電阻明顯降低。這是由于在織構(gòu)過(guò)的表面具有良好的陷光效果，可以獲得更加有效的激光耦合。v除此之外，也有文獻(xiàn)報(bào)道，織構(gòu)過(guò)的表面比未織構(gòu)的平面上制造的激光消融的太陽(yáng)電池具有更好的內(nèi)量子效率。v 激光摻雜與激光刻槽的比較：v 激光摻雜工藝相比于激光刻槽，所需激光功率較低，激光熔融不會(huì)導(dǎo)致大塊的缺陷，避免了激光刻槽或激光切割的高溫過(guò)程，幾乎沒(méi)有高溫晶格缺陷和雜質(zhì)缺陷，減少了激光誘導(dǎo)缺陷引起的壽命衰減，可以維持較高的少子壽命；激光熔線的電極區(qū)域（寬 2