光伏晶体硅中氧关缺陷的电学性质及控制

余学功，王紫旌，胡泽晨，吴若楷，杨德仁

浙江大学硅及先进半导体材料全国重点实验室

E-mail: yuxuegong@zju.edu.cn

报告摘要

晶体硅材料是当前光伏市场的主导材料，占98%左右，其发展趋势是高质量、低成本。在直拉硅单晶生长过程中氧是最主要的杂质，其在晶体冷却过程中会产生热施主和旋涡缺陷，严重影响晶体硅太阳电池的性能。本文主要研究了热施主和旋涡缺陷的电学性质，主要包括其在硅禁带中引入的深能级位置和对载流子的俘获界面，金属沾污能提高氧关缺陷对载流子的复合活性，通过高温退火和氢钝化在一定程度上能消除这些氧关缺陷及其电学复合活性。然而，降低氧含量是控制氧关缺陷生成的最有效途径，本文最后给出了新型的热场结构有效降低了氧浓度，抑制了氧关缺陷的生成，提高了晶体质量。本工作对于晶体硅缺陷工程和高质量直拉硅单晶的生长有着指导意义。本文工作得到国家自然科学基金项目(62025403)资助。

关键词：晶体硅；氧关缺陷；电学性质；热施主；旋涡缺陷