太陽能級多晶硅標(biāo)準(zhǔn)建議

1、中國能源環(huán)境高峰論壇中國能源環(huán)境高峰論壇太陽能級多晶硅標(biāo)準(zhǔn)的建議太陽能級多晶硅標(biāo)準(zhǔn)的建議 關(guān)于關(guān)于2011年全國年全國“太陽能級多晶硅片太陽能級多晶硅片” 南昌標(biāo)準(zhǔn)化會議介紹南昌標(biāo)準(zhǔn)化會議介紹陳 朝Emial：廈門大學(xué)能源研究院2011年1月9日于廈門綱要一、一、 建立太陽能標(biāo)準(zhǔn)的重要性建立太陽能標(biāo)準(zhǔn)的重要性二、國內(nèi)外太陽能級多晶硅標(biāo)準(zhǔn)的情況二、國內(nèi)外太陽能級多晶硅標(biāo)準(zhǔn)的情況三、多晶硅太陽電池對材料的要求三、多晶硅太陽電池對材料的要求四、南昌標(biāo)準(zhǔn)化會議簡介四、南昌標(biāo)準(zhǔn)化會議簡介五、一些建議五、一些建議一、一、 建立太陽能級多晶硅標(biāo)準(zhǔn)的重要性建立太陽能級多晶硅標(biāo)準(zhǔn)的重要性 什么是太陽能級多晶硅(

2、SoG-MS)? 顯然是能夠制備太陽電池的多晶硅材料。 自然要問：（1）什么樣的多晶硅材料能制備太陽電池？（2）這種材料能制備什么性能的太陽電池？ 這不但是SoG-MS的標(biāo)準(zhǔn)問題， 也是多晶硅太陽電池的基本物理問題。 據(jù)檢索目前國內(nèi)外沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，勢必造成材料廠商和電池廠商的矛盾，不利于光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和光伏發(fā)電的推廣應(yīng)用。 標(biāo)準(zhǔn)化工作的復(fù)雜性： 標(biāo)準(zhǔn)必須符合半導(dǎo)體材料和太陽電池工作的看出科學(xué)原理； 標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)即推動太陽能級多晶硅產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、也要推動太陽電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展； 標(biāo)準(zhǔn)要適應(yīng)當(dāng)前太陽能級多晶硅的生產(chǎn)水平； 標(biāo)準(zhǔn)要滿足太陽電池廠家對材料的要求。二、國內(nèi)外太陽能級多晶硅標(biāo)準(zhǔn)的情況（國內(nèi)部分

3、）二、國內(nèi)外太陽能級多晶硅標(biāo)準(zhǔn)的情況（國內(nèi)部分）（1）信息產(chǎn)業(yè)部2006年6月“太陽太陽能電池用多晶硅能電池用多晶硅材料研發(fā)及產(chǎn)業(yè)材料研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化化”招標(biāo)文件，招標(biāo)文件，對技術(shù)的總體要對技術(shù)的總體要求：求： 總量總量 即6N7N（2）863計劃建議初稿（計劃建議初稿（05）“千噸級高純多晶硅生產(chǎn)線工藝關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)千噸級高純多晶硅生產(chǎn)線工藝關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)”技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)（一）純度（一）純度1、電子級電子級多晶硅多晶硅9 N 11 N。2、太陽能級太陽能級多晶硅多晶硅6 N 8 N。（二）雜質(zhì)含量指標(biāo)（二）雜質(zhì)含量指標(biāo)1、電子級多晶硅、電子級多晶硅（1）硼）硼 0.20 ppba（2）施主

4、）施主 0.90 ppba（3）碳）碳 1.0 ppma（4）Fe, Cu, Ni 和和 Cr等金屬雜質(zhì)總含量等金屬雜質(zhì)總含量 30.0 ppba2、太陽能級多晶硅、太陽能級多晶硅 達到太陽電池生產(chǎn)要求達到太陽電池生產(chǎn)要求（3）“十一五十一五”攻關(guān)計劃（初稿）攻關(guān)計劃（初稿）產(chǎn)品質(zhì)量考核指標(biāo)：產(chǎn)品質(zhì)量考核指標(biāo)： 電子級多晶硅電子級多晶硅 雜質(zhì)含量：雜質(zhì)含量： ，B0.03 ppba， ， 體內(nèi)金屬雜質(zhì)體內(nèi)金屬雜質(zhì)。 太陽能電池級多晶硅：太陽能電池級多晶硅： N型電阻率型電阻率50cm, P型電阻率型電阻率300cm， 雜質(zhì)含量：雜質(zhì)含量：P1ppba，2ppba，C， 重金屬雜質(zhì)總量（重金屬雜

5、質(zhì)總量（Cu、Fe、Ni、Cr、Zn）20ppbw。 低成本、新工藝、新技術(shù)研究生產(chǎn)的產(chǎn)品：低成本、新工藝、新技術(shù)研究生產(chǎn)的產(chǎn)品： 純度：純度：67個個9。（4）06年國家科技支撐計劃重點項目年國家科技支撐計劃重點項目“多晶硅材料產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)多晶硅材料產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)”課題申請指南中課題申請指南中 低成本多晶硅新工藝技術(shù)研究主要考核指標(biāo)：低成本多晶硅新工藝技術(shù)研究主要考核指標(biāo)： “形成全流程工藝試驗裝置，形成全流程工藝試驗裝置， 制備的多晶硅產(chǎn)品少子壽命制備的多晶硅產(chǎn)品少子壽命10s， 純度滿足太陽能電池要求。純度滿足太陽能電池要求。 經(jīng)測算，直接生產(chǎn)成本不高于經(jīng)測算，直接生產(chǎn)成本不高于2

6、0美元美元/kg。 開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的低成本新工藝技術(shù)，開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的低成本新工藝技術(shù)， 共申報專利共申報專利4項以上項以上”。 半導(dǎo)體材料協(xié)會半導(dǎo)體材料協(xié)會2009年年10月提出月提出GB/T太陽能級多晶硅太陽能級多晶硅的主要技術(shù)指標(biāo)的主要技術(shù)指標(biāo)一、太陽能級多晶硅等級指標(biāo)（項目一）一、太陽能級多晶硅等級指標(biāo)（項目一） 1級品級品 2級品級品 3級品級品基磷電阻率，基磷電阻率，cm 100 40 20基硼電阻率，基硼電阻率，cm 500 200 100少數(shù)載流子壽命，少數(shù)載流子壽命，s 100 50 30氧濃度，氧濃度，atoms/cm3 1.01017 1.01017 1.51

7、017碳濃度，碳濃度，atoms/cm3 2.51016 4.01016 4.51016二、太陽能級多晶硅等級指標(biāo)（項目二）二、太陽能級多晶硅等級指標(biāo)（項目二） 1級品級品 2級品級品 3級品級品施主雜質(zhì)濃度，施主雜質(zhì)濃度，ppba 1.5 3.76 7.74受主雜質(zhì)濃度，受主雜質(zhì)濃度，ppba 0.5 1.3 2.7少數(shù)載流子壽命，少數(shù)載流子壽命，s 100 50 30氧濃度，氧濃度，atoms/cm3 1.01017 1.01017 1.51017碳濃度，碳濃度，atoms/cm3 2.51016 4.01016 4.51016基體金屬雜質(zhì)，基體金屬雜質(zhì)，ppmw Fe、Cr、Ni、Cu、

8、Zn、TMI0.05 (1級品）級品）（參考項目）（參考項目） Fe、Cr、Ni、Cu、Zn、TMI0.1 (2級品）級品） Fe、Cr、Ni、Cu、Zn、TMI0.2 (3級品）級品）2011年年1月月5-7日由全國半導(dǎo)體設(shè)備和材料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會召開，由江西賽維日由全國半導(dǎo)體設(shè)備和材料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會召開，由江西賽維LDK、寧、寧波晶元太陽能、無錫尚德太陽能電力起草波晶元太陽能、無錫尚德太陽能電力起草“太陽能級多晶硅錠太陽能級多晶硅錠”、“太陽能級多晶硅片太陽能級多晶硅片”和和“多晶硅企業(yè)單位產(chǎn)品能源消耗限額多晶硅企業(yè)單位產(chǎn)品能源消耗限額”標(biāo)準(zhǔn)化會議標(biāo)準(zhǔn)化會議二、國外關(guān)于二、國外關(guān)于SoG

9、MS指標(biāo)的報道指標(biāo)的報道（1）2001年4月美國RENL發(fā)表的final report“production of SoG Silicon by Refining LiquidMG Silicon ”最終報告（RENL/SR52030716）結(jié)論中指出： 可將B從2060ppma別降到 0.3ppma, P從2060ppma別降到 7ppma.但太陽電池制備要求：P為1ppma 其它元素總量：低成本MG經(jīng)過物理冶金法提純后，分別經(jīng)過Cz和Fz制備電池效率分別為：12.5%和13.4%，沒有光衰減現(xiàn)象。（2）日本Kawasakidori 1-chome, JFE Steel co. (川崎制鐵)

10、 數(shù)據(jù)來源：Progress in Photovoltaics: Research and applications, 2001；9；203209 Intern. Workshop on Sicience and Technology of Crystalline Si Solar Cells 2-3 Oct. 2006, Sendai, Japan原料：MGSi：；第一階段：P10ppmw, 其它雜質(zhì)工藝：物理冶金法電子束除P，酸洗，離子束氧化去B，定向凝固除金屬等。目標(biāo)（Target)：如表所述，P型。結(jié)果（SOGSi）：如表所述如表所述P0.1ppm, B0.1ppm, O1ppm, C

11、6N, 電阻率電阻率1cm, 少子壽命少子壽命25ss，少子，少子擴擴散散長長度度150m150m 光電轉(zhuǎn)換效率：光電轉(zhuǎn)換效率：14.1%，沒有光致衰減現(xiàn)象，沒有光致衰減現(xiàn)象。產(chǎn)量：2006年JFE：100tons/year, 計劃： 500-1,000tons/year。半導(dǎo)體多晶硅半導(dǎo)體多晶硅:9N-10N，太陽能級多晶硅太陽能級多晶硅:Waker :9N，歐洲ARTIST計劃5N，歐洲太陽能工業(yè)協(xié)會（SEIA）：7NWaker公司多晶硅塊標(biāo)準(zhǔn)（公司多晶硅塊標(biāo)準(zhǔn)（9-10N,9N）Waker公司多晶棒和多晶塊標(biāo)準(zhǔn)三、太陽電池對多晶硅材料的要求三、太陽電池對多晶硅材料的要求（1）對純度的要求

12、（金屬、P、B、C、O）；（2）對半導(dǎo)體參數(shù)的要求（導(dǎo)電聯(lián)系、電阻率、 少子壽命、補償度）；（3）對結(jié)晶學(xué)參數(shù)的要求（柱狀、晶粒大?。唬?）對幾何參數(shù)的要求（面積、厚度、平整度）。 （1） 純度標(biāo)準(zhǔn)：純度標(biāo)準(zhǔn)：1、需要回答的一系列的問題：、需要回答的一系列的問題： 6N？7N?8N？還是？還是 9N?根據(jù)是什么？根據(jù)是什么？ 太陽電池和太陽電池和IC對硅材料純度要求有何異同？對硅材料純度要求有何異同？ 太陽電池對每個元素純度要求是否一樣？太陽電池對每個元素純度要求是否一樣？ 如何檢測多晶硅的純度？如何檢測多晶硅的純度？2、雜質(zhì)對太陽電池性能的影響：、雜質(zhì)對太陽電池性能的影響： 太陽電池是半導(dǎo)

13、體光電器件，由半導(dǎo)體材料太陽電池是半導(dǎo)體光電器件，由半導(dǎo)體材料制成。制成。 雜質(zhì)在半導(dǎo)體中形成能級，能級起產(chǎn)生和復(fù)雜質(zhì)在半導(dǎo)體中形成能級，能級起產(chǎn)生和復(fù)合少子的作用。合少子的作用。 半導(dǎo)體材料和器件的性能和雜質(zhì)種類、濃度半導(dǎo)體材料和器件的性能和雜質(zhì)種類、濃度密切相關(guān)。密切相關(guān)。 半導(dǎo)體工程就是雜質(zhì)工程，雜質(zhì)的提取和摻雜！半導(dǎo)體工程就是雜質(zhì)工程，雜質(zhì)的提取和摻雜！ 看看雜質(zhì)是如何影響太陽電池的光電轉(zhuǎn)看看雜質(zhì)是如何影響太陽電池的光電轉(zhuǎn)換效率的換效率的： （1） 等人在1975年12th 光伏會上發(fā)表， 為保證單晶硅太陽電池光電轉(zhuǎn)換效率10的雜質(zhì)容許值的論文 （2） J.R. Davis等在1978

14、年13th光伏會議上發(fā)表 “金屬雜質(zhì)對硅太陽電池性能的影響”的論文 考慮到多晶硅電池效率為單晶硅的接近考慮到多晶硅電池效率為單晶硅的接近90，可用，可用 maxmax的的單單晶硅金晶硅金屬屬容容許值為許值為SOGSOGMCMC參參考考1、太陽電池對各種雜質(zhì)的純度的要求是不同的、太陽電池對各種雜質(zhì)的純度的要求是不同的從從 和和J.R. Davis等人7678年的工作報告可以看到： TaTa、MoMo、NbNb、ZrZr、WW、TiTi和和V V等；等； AuAu、CrCr、MnMn、FeFe、CoCo、MgMg等等0.13ppba;0.13ppba; AgAg、PdPd、AlAl（？）、（？）、

15、NiNi等等 1040ppba;1040ppba; P P、CuCu（？）等（？）等7ppma7ppma； C1ppma;C1ppma; 其其它它元素未涉及，如果不元素未涉及，如果不計計P P及其及其它它元素，元素，總總量：量：1ppma(1ppma(約約6N6N） B B？O? N? H?O? N? H?； Ga? In? Tl?Ga? In? Tl?； As? Te? Bi?As? Te? Bi?其原因：是其原因：是這這些些雜質(zhì)雜質(zhì)在硅中所形成在硅中所形成雜質(zhì)雜質(zhì)能能級級的深度、的深度、復(fù)復(fù)合截面不同合截面不同單雜質(zhì)淺單雜質(zhì)淺能能級級： V V族元素：族元素：N N、P P、AsAs、Te

16、Te、BiBi III III族元素：族元素：B B、AlAl、GaGa、InIn、TlTl 作用：作用： 產(chǎn)產(chǎn)生生發(fā)發(fā)射射載載流子、能流子、能級淺級淺、復(fù)復(fù)合截面很小，合截面很小，對濃對濃度不敏感，度不敏感， 可改可改變導(dǎo)電類變導(dǎo)電類型，型，將將起起補償補償作用，可考作用，可考慮慮分分別別單雜質(zhì)單雜質(zhì)深能深能級級：復(fù)復(fù)合截面很大，合截面很大，對濃對濃度很敏感，度很敏感，將將大大大大減減少少子少少子壽壽命命雜質(zhì)雜質(zhì)雜質(zhì)雜質(zhì)合缺陷所形成的合缺陷所形成的絡(luò)絡(luò)合物，往往形成深能合物，往往形成深能級級： 如如B BO O、B BFeFe、C CO O等，等， 行行為復(fù)雜為復(fù)雜，其形成和分解往往和光照、

17、少子注入、其形成和分解往往和光照、少子注入、溫溫度等因素有度等因素有關(guān)關(guān)， 作用：影作用：影響電響電池的光池的光電電效率和器件的各效率和器件的各種種光光電電性能。性能。 2、硅太陽電池的光致衰減（LID）現(xiàn)象克服硅太陽電池光衰現(xiàn)象的方法克服硅太陽電池光衰現(xiàn)象的方法非晶硅（a-Si）太陽電池： StablerWronski 效應(yīng) 光致衰減效應(yīng)：工作后效率下降30， 150 200退火2h可恢復(fù)。晶體硅（晶體硅（SC、MC）太陽電池：）太陽電池： 1978年Fischer等發(fā)現(xiàn)光致衰減（LID）現(xiàn)象 一般：沒有發(fā)現(xiàn)類似于a-Si的SW效應(yīng)近來發(fā)現(xiàn)含氧、硼高的晶體硅也有致衰減（LID）效應(yīng)（效率降1

18、0，30） 在空氣中200加熱下，可完全恢復(fù) 原因：含O和B的材料在光照下形成 BO絡(luò)合物深能級（Ec-0.27ev)， 結(jié)構(gòu)(BsO2i、BiOi、BO5） 還有爭議形成熱激活能0.40ev,分解激活能 解決方法： (1) 減少O含量（17cm-3 ); (2) 摻Ga替代B； (3) 采用精細冶煉（UMG）或等離子體精細 冶煉( PP- UMG）減少B（17cm-3) 相當(dāng)于B1ppma（4）MCZ或FZ生長降低O含量；（5）改用n-型襯底材料，改變電池工藝。為了預(yù)防硅太陽電池的光致衰減現(xiàn)象，為了預(yù)防硅太陽電池的光致衰減現(xiàn)象， 硅中硅中O5ppma, B1ppma!3、對、對O、C、N、H

19、的討論的討論（1）氧O在多晶硅中起重要作用： O在硅中分凝系數(shù)為1.25,其濃度在錠中底高頭低； 以間隙狀態(tài)Oi存在，可過飽和，濃度10171018cm3； O在多晶硅冷卻中（350550）形成熱施主和新施主，改變電子濃度； 高氧情況，O可能形成沉淀，且常在多晶的晶界和缺陷上； 高氧高硼多晶硅中，可形成BO絡(luò)合物，造成光致衰減（LID）現(xiàn)象； 應(yīng)盡可能降低多晶硅中氧濃度, 建議最好中O17cm-3 4.7ppma, 至少應(yīng)低于室溫下中紅外吸收法探測至少應(yīng)低于室溫下中紅外吸收法探測O的極限，的極限， O5x1017cm3。（2）碳碳C在多晶硅中的作用： C 在硅中分凝系數(shù)為 0.07,其濃度在錠

20、中底低頭高； C 在硅中固溶度4x1017cm3，一般含C 量10161017cm3， 過量時可能出現(xiàn)SiC沉淀； C在多晶硅中的熱性質(zhì)和O密不可分： C可作為異質(zhì)核促進新施主的形成和氧的沉淀； C可促進B-O絡(luò)合物的形成，造成光致衰減（LID）現(xiàn)象。 應(yīng)盡可能降低多晶硅中碳濃度, 建議應(yīng)低于室溫下中紅外吸收法探測碳的極限，應(yīng)低于室溫下中紅外吸收法探測碳的極限， C16cm3。（4）氮）氮N在多晶硅中的作用在多晶硅中的作用 N不是主要雜質(zhì)，在硅中分凝系數(shù)很小硅錠中底少頭多； N在多晶硅中以N對形式存在，電中性； 多晶硅中N-O絡(luò)合物是淺的熱施主，但影響不大； 有研究表明，摻少量的N，可增加硅硬

21、度，對防止多晶硅的破裂有利； N可能會對多晶硅中氧沉淀、氧施主產(chǎn)生作用； 多晶硅中N一般(25)x1014cm-3。（5）氫在多晶硅中的作用在多晶硅中的作用 H可鈍化多晶硅中的雜質(zhì)和缺陷的電活性，增加少子壽命，改善性能； H可飽和多晶硅中晶界、表面的懸掛鍵，大大降低界面態(tài)和界面復(fù)合，提高電池的開路電壓和光電轉(zhuǎn)換效率； H可和硅中金屬、B等雜質(zhì)形成M-H和B-H絡(luò)合物減少它們的電活性； 在金屬硅液中通入潮濕的氫氣，可有效地去除B（但要注意安全！）； 所以，應(yīng)該積極開展H在多晶硅中作用的研究和應(yīng)用。5、太陽電池和、太陽電池和IC對雜質(zhì)純度要求的比較對雜質(zhì)純度要求的比較三、對半導(dǎo)體參數(shù)的要求三、對半

22、導(dǎo)體參數(shù)的要求1、P型還是型還是N型？型？ 晶體硅太陽電池采用： N+-P-P+背電場或P+-N-N+背電場結(jié)構(gòu)； 襯底(有源區(qū)）采用P-型或N-型原則上都可以，但有區(qū)別： 襯底 P-型（ N+-P-P+背電場結(jié)構(gòu)）： 少子（電子）壽命較長； 同等結(jié)構(gòu)參數(shù)下光電轉(zhuǎn)換效率較高（1）； 抗輻射能力強（ 表面n-型，空穴壽命不易減少）。 襯底 N-型（ P+-N-N+背電場結(jié)構(gòu)）： 少子（空穴）壽命較短； 同等結(jié)構(gòu)參數(shù)下光電轉(zhuǎn)換效率較低（1）； 抗輻射能力較弱（ 表面p-型，電子壽命易減少）。 所以：通常硅太陽電池采用襯底 P-型（ N+-P-P+背電場結(jié)構(gòu)），工藝成熟！但當(dāng)P型材料含有較多B、O時

23、，易產(chǎn)生光致衰減現(xiàn)象（LID），采用N型材料可防止型材料可防止LID現(xiàn)象現(xiàn)象，但效率較低些、抗輻射能力較弱，工藝需改變！2、電阻率要多少？、電阻率要多少？ 襯底的電阻率決定有源區(qū)的摻雜濃度和少子壽命。 太陽電池的有源區(qū)濃度： 在從低阻（cm）到高阻(100 cm)范圍內(nèi)都可用 低阻襯底材料容易制備較好電極（歐姆接觸） 高阻襯底材料容易PN結(jié)，有源區(qū)少子壽命較高 綜合考慮，一般晶體硅太陽電池的襯底電阻率為： 3.0 cm 多晶硅性能和襯底電阻率關(guān)系的數(shù)值模擬多晶硅性能和襯底電阻率關(guān)系的數(shù)值模擬UMG-Si中中P、B含量和電阻率、導(dǎo)電類型的關(guān)系和控制圖含量和電阻率、導(dǎo)電類型的關(guān)系和控制圖（資料來源

24、：愛肯公司）3、建議有補償度的指標(biāo)、建議有補償度的指標(biāo) 襯底的電阻率決定有源區(qū)的摻雜濃度和少子壽命。 P-型硅電阻率p1/ne； 這里n為電子濃度； 在室溫下，淺能級雜質(zhì)全部離化n NAND, 即近似為凈受主雜質(zhì)濃度，當(dāng)NAND時n NA ； 當(dāng)NA ND時，出現(xiàn)明顯的補償現(xiàn)象， 雖然凈受主雜質(zhì)濃度n很小，電阻率很大，但雜質(zhì)仍然很多。 這時電阻率就不能準(zhǔn)確簡單地反映材料的純度。 所以除了電阻率指標(biāo)外，建議引入表征補償程度的物理量，補償度：ReND/NA, n NAND=NA(1-Re); 4、少子壽命需多少？、少子壽命需多少？（1）重要性： 少子壽命少子壽命、遷移率、遷移率和少子擴散長度和少子

25、擴散長度L L，是半導(dǎo)體材料純度和完整性的標(biāo)志。 決定了半導(dǎo)體器件的許多性能， 如，光生電流IP，暗電流I0，開路電壓Voc、光電轉(zhuǎn)換效率等（2 2）定義：）定義： n(t)n0(t) exp(-t/） n(x)n0(x) exp(-x/L） 少子壽命：少子濃度衰減1/e時，所需要的時間。 少子擴散長度L：少子濃度衰減1/e時，所走的距離。 (3)(3)少子壽命、擴散長度和遷移率三者的關(guān)系：少子壽命、擴散長度和遷移率三者的關(guān)系： 愛因斯坦關(guān)系：D=kT/q*, D少子擴散系數(shù) 擴散長度 L（D*)1/2（4 4）少子壽命少子壽命和摻雜濃度的關(guān)系：和摻雜濃度的關(guān)系： 少子壽命由什么決定？由三種復(fù)

26、合結(jié)構(gòu)決定：由三種復(fù)合結(jié)構(gòu)決定：HSR復(fù)合：能級復(fù)合常數(shù)帶間復(fù)合 (輻射復(fù)合） ：線性關(guān)系A(chǔ)uger復(fù)合：平方關(guān)系:其中，Br為帶間復(fù)合系數(shù)，CAP和CAn分別為p型和n型硅材料的Auger復(fù)合系數(shù)，其值如下： Br3.5610-13cm3/s, CAp9.910-32cm6/s, CAn2.8010-31cm6/s 在小注入或低摻雜的條件下，少子壽命主要由能級復(fù)合的HSR壽命決定的。 1A1rad1HSR1r2Ar1HSR1rNCNB多晶硅襯底（基區(qū)）少子壽命對電池性能的影響多晶硅襯底（基區(qū)）少子壽命對電池性能的影響（1）基區(qū)少子壽命對開路電壓的影響 （2）基區(qū)少子壽命對反向飽和電流的影響（

27、3）基區(qū)少子壽命對短路電流的影響 （4）基區(qū)少子壽命對光電轉(zhuǎn)換效率的影響 單晶硅少子壽命與電阻率關(guān)系（實驗圖）資料來源：美國半導(dǎo)體硅材料手冊（P型單晶硅：-cm 對應(yīng)少子壽命2-5s ）四、結(jié)晶學(xué)參數(shù)指標(biāo)四、結(jié)晶學(xué)參數(shù)指標(biāo)1、切片的方向：、切片的方向： 晶界對多子構(gòu)成勢壘勢壘，對少子構(gòu)成復(fù)合中心復(fù)合中心，對光生電流構(gòu)成串串聯(lián)電阻聯(lián)電阻。 如果太陽光沿多晶硅定向凝固生長的方向入射，光生載流子沿垂直方向運動，沒有橫穿晶界，晶界的負面影響將大大減少。 所以，雖然多晶硅沒有固定的晶向，但必須沿定向凝固方向切片，以保證陽光沿定向凝固生長的方向入射，提高電池光電轉(zhuǎn)換效率。2、晶粒大小對電池性能的影響：、晶

28、粒大小對電池性能的影響： 其中，Leff為有效少子擴散長度 L為晶粒內(nèi)少子擴散長度 G為粒徑大小 w 晶界勢壘寬度 粒徑粒徑大于4mm多晶硅的轉(zhuǎn)換效率接近單晶3、晶片厚度：、晶片厚度： 從硅太陽電池的數(shù)值模擬知道，硅片對太陽電池吸收光的有效作用，不到100微米； 現(xiàn)在硅片約250微米。 減少厚度可以提高材料利用率，但太薄的晶片容易破碎，尤其是對多晶硅材料。 目前工藝條件下，建議 200微米厚度為宜。22011geffgqSLLKTG五、小結(jié)（五、小結(jié)（僅供參考！僅供參考?。?化學(xué)純度總要求：化學(xué)純度總要求：6N7N(不計不計O、C） Fe等金屬總量1ppmw O5ppma（ 5x1017cm3

29、）， C 1.6ppma( 16cm3) , N1s 補償度? 導(dǎo)電類型導(dǎo)電類型：n-型, 可防止光致衰減現(xiàn)象，但要完善器件工藝。 結(jié)晶學(xué)參數(shù)要求：結(jié)晶學(xué)參數(shù)要求： 必須進行定向凝固； 切片方向：和定向凝固方向垂直； 晶粒直徑：4mm； 晶片厚度：200m。四、南昌標(biāo)準(zhǔn)化會議簡介南昌標(biāo)準(zhǔn)化會議簡介（1）太陽能級多晶硅塊：產(chǎn)品按外形尺寸（長寬）分為125mm125mm和156mm156mm，且有效高度應(yīng)10cm,或由供需雙方協(xié)商。多晶硅塊垂 直度、倒角尺寸和倒角角度的定義本標(biāo)準(zhǔn)由全國半導(dǎo)體設(shè)備和材料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會材料分技術(shù)委員會（SAC/TC203/SC2）歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：江西賽維LDK

30、太陽能高科技、寧波晶元太陽能、西安隆基硅材料股份 本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：萬躍鵬 唐駿 張群社 游達 金虹 段育紅 （2）太陽能級多晶硅片性能太陽電池用多晶硅片電阻率范圍為0.5-3.0cm，或由供需雙方協(xié)商；其檢測按GB/T 1551或GB/T 6616進行。導(dǎo)電類型: P型或由供需雙方協(xié)商；其檢測按GB/T 1550進行。 氧含量：太陽電池用多晶硅片的間隙氧含量應(yīng)小于 11018atoms/cm3 ，或由供需雙方協(xié)商； 碳含量：太陽電池用多晶硅片的代位碳含量應(yīng)小于 51017 atoms/cm3 ，或由供需雙方協(xié)商。太陽電池用多晶硅片規(guī)格系列外形尺寸，mm125125156156硅片厚度，m16

31、0180200220表2 太陽電池用多晶硅片幾何尺寸及公差要求外形尺寸，mm0.5倒角尺寸，mm1.50.5硅片厚度T，m 10%TTV（總厚度變化）m 20%彎曲度 bow，m75相鄰兩邊的垂直度 900.25單條線痕Ry值m 15 密集型線痕m當(dāng)Ry10m 時無總數(shù)量限制，當(dāng)Ry10m 時硅片線痕數(shù)量應(yīng) 10條本標(biāo)準(zhǔn)由全國半導(dǎo)體設(shè)備和材料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會材料分技術(shù)委員會（SAC/TC203/SC2）歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：江西賽維LDK太陽能高科技、寧波晶元太陽能 本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：萬躍鵬 唐駿 游達 段育紅 （3）多晶硅企業(yè)單位產(chǎn)品能耗限額本標(biāo)準(zhǔn)起草單位： 洛陽中硅高科技、多晶硅制備技術(shù)國家工程實驗室、中國恩菲工程技術(shù)。本標(biāo)準(zhǔn)參加起草單位： 重慶大全、江西塞維ldk、江蘇中能、四川新光、東汽峨嵋、陜西天宏、宜昌南玻、