多晶硅摻鎵鑄錠降光衰技術研究檢視原始碼討論檢視歷史

來自 搜狐網 的圖片

多晶硅摻鎵鑄錠降光衰技術研究本項目針對行業內太陽能級多晶硅片光衰較大、轉換效率波動較大的現狀，分析研究了當前工藝中存在的問題，通過與國外先進技術對比，明確了技術改良方向，確定了技術目標。通過從硅原料的選擇及配比、鎵硼共摻比例測算，半熔狀況的檢查、電學性能的檢測與判定、硅片切片及PL測試等方面，制定了詳細的實驗方案。光衰受硅片中替位硼原子和間隙氧原子形成的亞穩態缺陷影響。

一、背景

當使用三價鎵元素部分或全部代替硼元素摻雜後，這種亞穩態缺陷的數量隨之減少，光衰情況得到改善。在改善光衰的同時，鎵在電性能其它方面的影響也是重要的研究內容。硼在硅中的分凝係數是鎵的106倍，這代表着投入相同摩爾量的鎵硼原子，硅錠中初始的硼濃度是鎵的106倍。隨着分凝效應，鎵在硅液中的濃度不斷上升，導致凝固硅晶體中的鎵比例升高。所以，在鎵硼共摻硅錠中，二者的比例是不斷變化的，初始時，硼的濃度高，後期鎵濃度上升，逐漸超過硼。

當硅錠最終被完成切片時，不同位置產品的電性能不同。項目通過研究，創造性地開發了硼鎵共摻工藝，使得電池光衰降低至1%以下。同時解決了硅片中硼氧複合體缺陷難題，使得電池片轉化效率穩定在18.5%。通過調整硼鎵摻雜比例，實現了硅錠電阻率和硅片電阻率可控技術。

二、應用案例

1.項目概述

多晶硅摻鎵鑄錠降光衰技術項目於2014年10月陸續在常州天合、晶澳太陽能、浙江晶科推廣，2016年度年產值分別達到了18762萬元、14315萬元、16443萬元。產品性能指標優於同行業產品，使用該技術後生產的多晶硅片光衰為0.86%-0.98%，電阻率為1-3Ω·cm,轉換效率達到18.5-18.6%。項目實施後取得了優異的社會效益，並能夠使得多晶硅產業形成規模經濟，推動低成本的產業化進程，在國內光伏行業有良好的聲譽，被多家公司引進該技術，已經在太陽能級硅片鑄錠領域被應用，推廣前景良好。

2.主要效益

直接經濟效益 單位：萬元人民幣

111.png

社會效益與間接經濟效益

項目實施後取得了優異的社會效益，並能夠使得多晶硅產業形成規模經濟，降低生產成本，推進低成本的產業化進程，使得清潔環保的太陽能為普通大眾所使用，享受科技進步帶來的時代進步，同時擴大就業市場，給就業者更多的工作崗位，有利於促進和諧社會的發展，建設資源友好型社會，符合國家未來發展戰略。

三、技術要點

由單一摻硼變為鎵硼共摻，使電池的光衰可以降低到1%以下，光衰低於摻硼產品。

通過調整硼鎵摻雜比例，實現了硅錠電阻率和硅片電阻率可控技術。

鎵原子受間隙氧的影響很弱，保證整個系統的穩定性。理論上。對整個光伏系統的長期收益和維護有利。

使用高純鎵替換部分硼母合金，降低了生產成本，經濟和社會效益明顯。

四、應用前景

本項目針對行業內太陽能級多晶硅片光衰較大、轉換效率波動較大的現狀，分析研究了當前工藝中存在的問題，通過與國外先進技術對比，明確了技術改良方向，確定了技術目標。我們細化具體技術指標，從硅原料的選擇及配比、鎵硼共摻比例測算，半熔狀況的檢查、電學性能的檢測與判定、硅片切片及PL測試等方面，制定了詳細的實驗方案。光衰受硅片中替位硼原子和間隙氧原子形成的亞穩態缺陷影響。當使用三價鎵元素部分或全部代替硼元素摻雜後，這種亞穩態缺陷的數量隨之減少，光衰情況得到改善。在改善光衰的同時，鎵在電性能其它方面的影響也是重要的研究內容。硼在硅中的分凝係數是鎵的106倍，這代表着投入相同摩爾量的鎵硼原子，硅錠中初始的硼濃度是鎵的106倍。隨着分凝效應，鎵在硅液中的濃度不斷上升，導致凝固硅晶體中的鎵比例升高。所以，在鎵硼共摻硅錠中，二者的比例是不斷變化的，初始時，硼的濃度高，後期鎵濃度上升，逐漸超過硼。（初始投放的鎵硼比例對該值有影響）當硅錠最終被完成切片時，不同位置產品的電性能不同。項目通過研究，創造性地開發了硼鎵共摻工藝，使得電池光衰降低至1%以下。同時解決了硅片中硼氧複合體缺陷難題，使得電池片轉化效率穩定在18.5%。通過調整硼鎵摻雜比例，實現了硅錠電阻率和硅片電阻率可控技術。