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多晶硅掺镓铸锭降光衰技术研究
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{| class="wikitable" align="right" |- |<center><img src=https://p2.itc.cn/q_70/images03/20211031/1ccdf7929c544247b0b1d6c2d2a9ed0e.png width="300"></center> <small>[https://www.sohu.com/a/498343293_121123896 来自 搜狐网 的图片]</small> |} '''多晶硅掺镓铸锭降光衰技术研究'''本项目针对行业内[[太阳能]]级多晶硅片光衰较大、转换效率波动较大的现状,分析研究了当前工艺中存在的问题,通过与国外先进技术对比,明确了技术改良方向,确定了技术目标。通过从硅原料的选择及配比、镓硼共掺比例测算,半熔状况的检查、[[电学]]性能的检测与判定、硅片<ref>[http://news.sohu.com/a/683230995_121124363 硅片:单价创3年新低!],搜狐,2023-06-08</ref>切片及PL测试等方面,制定了详细的实验方案。光衰受硅片中替位硼原子和间隙氧原子形成的亚稳态缺陷影响。 ==一、背景== 当使用三价镓[[元素]]部分或全部代替硼元素掺杂后,这种亚稳态缺陷的数量随之减少,光衰情况得到改善。在改善光衰的同时,镓在电性能其它方面的影响也是重要的研究内容。硼在硅中的分凝系数是镓的106倍,这代表着投入相同摩尔量的镓硼原子,硅锭中初始的硼浓度是镓的106倍。随着分凝效应,镓在硅液中的浓度不断上升,导致凝固硅晶体中的镓比例升高。所以,在镓硼共掺硅锭中,二者的比例是不断变化的,初始时,硼的浓度高,后期镓浓度上升,逐渐超过硼。 当硅锭最终被完成切片时,不同位置[[产品]]的电性能不同。项目通过研究,创造性地开发了硼镓共掺工艺,使得电池光衰降低至1%以下。同时解决了硅片中硼氧复合体缺陷难题,使得电池片转化效率稳定在18.5%。通过调整硼镓掺杂比例,实现了硅锭电阻率和硅片电阻率可控技术。 ==二、应用案例== ===1.项目概述=== 多晶硅掺镓铸锭降光衰技术项目于2014年10月陆续在常州天合、晶澳太阳能、浙江晶科推广,2016年度年产值分别达到了18762万元、14315万元、16443万元。产品性能指标优于同行业产品,使用该技术后生产的多晶硅片光衰为0.86%-0.98%,电阻率为1-3Ω·cm,转换效率达到18.5-18.6%。项目实施后取得了优异的社会效益,并能够使得多晶硅产业形成规模经济,推动低成本的产业化进程,在国内[[光伏]]<ref>[https://www.sohu.com/a/696664577_121123896 关于光伏的那些事儿,光伏产业发展趋势分析],搜狐,2023-07-11</ref>行业有良好的声誉,被多家公司引进该[[技术]],已经在太阳能级硅片铸锭领域被应用,推广前景良好。 ===2.主要效益=== 直接经济效益 单位:万元人民币 111.png 社会效益与间接[[经济效益]] 项目实施后取得了优异的社会效益,并能够使得多晶硅产业形成规模经济,降低生产成本,推进低成本的产业化进程,使得清洁环保的太阳能为普通大众所使用,享受科技进步带来的时代进步,同时扩大就业[[市场]],给就业者更多的工作岗位,有利于促进和谐社会的发展,建设资源友好型社会,符合国家未来发展战略。 ==三、技术要点== 由单一掺硼变为镓硼共掺,使电池的光衰可以降低到1%以下,光衰低于掺硼[[产品]]。 通过调整硼镓掺杂比例,实现了硅锭电阻率和硅片电阻率可控技术。 镓原子受间隙氧的影响很弱,保证整个系统的稳定性。[[理论]]上。对整个光伏系统的长期收益和维护有利。 使用高纯镓替换部分硼母合金,降低了生产成本,经济和[[社会效益]]明显。 ==四、应用前景== 本项目针对行业内太阳能级多晶硅片光衰较大、转换效率波动较大的现状,分析研究了当前工艺中存在的问题,通过与国外先进技术对比,明确了技术改良方向,确定了技术目标。我们细化具体[[技术]]指标,从硅原料的选择及配比、镓硼共掺比例测算,半熔状况的检查、电学性能的检测与判定、硅片切片及PL测试等方面,制定了详细的实验方案。光衰受硅片中替位硼原子和间隙氧原子形成的亚稳态缺陷影响。当使用三价镓[[元素]]部分或全部代替硼元素掺杂后,这种亚稳态缺陷的数量随之减少,光衰情况得到改善。在改善光衰的同时,镓在电性能其它方面的影响也是重要的研究内容。硼在硅中的分凝系数是镓的106倍,这代表着投入相同摩尔量的镓硼原子,硅锭中初始的硼浓度是镓的106倍。随着分凝效应,镓在硅液中的浓度不断上升,导致凝固硅晶体中的镓比例升高。所以,在镓硼共掺硅锭中,二者的比例是不断变化的,初始时,硼的浓度高,后期镓浓度上升,逐渐超过硼。(初始投放的镓硼比例对该值有影响)当硅锭最终被完成切片时,不同位置产品的电性能不同。项目通过研究,创造性地开发了硼镓共掺工艺,使得电池光衰降低至1%以下。同时解决了硅片中硼氧复合体缺陷难题,使得电池片转化[[效率]]稳定在18.5%。通过调整硼镓掺杂比例,实现了硅锭电阻率和硅片电阻率可控技术。 ==参考文献== [[Category:500 社會科學類]]
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