与高效电池结构兼容的 P 扩散后 UMG 多晶硅片中的高载流子寿命
材料科学
2022-04-11 v1 应用物理
摘要
高质量的升级冶金级硅（UMG-Si）多晶材料相比传统基于多晶硅的光伏技术具有显著优势，包括更低成本、更低能耗与更低碳足迹。本研究目的有二：一是从载流子寿命角度确定基于该材料的太阳能电池效率潜力；二是据此探索高效电池架构的采用，通过建立有效的背面钝化方案以实现钝化发射极背面接触（PERC）器件。在单次与双次磷扩散吸杂工艺后，针对不同钝化层配置研究了载流子寿命与表面钝化效能。由 Al2O3、SiOxNy 和 a-SiNx:H 覆盖层组成的层堆已在工业尺寸、经线锯损伤刻蚀的 UMG 硅片上优化，结果与参考碘-乙醇（IE）钝化所得结果进行比较。基于少数载流子寿命与隐含开路电压（iVoc）测量的诊断有助于监测参数优化对硅片质量的影响，尤其在烧结工艺之后。在磷扩散吸杂（PDG）后采用 IE 钝化的 UMG-Si 硅片上，于 10^15 cm-3 注入水平下测得载流子寿命超过 600 μs，局部最高达 790 μs，证明了该材料适用于高效电池架构。对于吸杂后的 UMG 硅片，采用 Al2O3 基钝化层获得了高于 300 μs 的寿命值，隐含 Voc 高达 710 mV。这些采用 p 型多晶 UMG-Si 材料创纪录的寿命与 iVoc 数值，表明通过可工业规模化的工艺显著提升了其电子质量。
引用
@article{arxiv.2204.03956,
title = {High carrier lifetimes in UMG multicrystalline wafers after P- diffusion compatible with high-efficiency cell structures},
author = {Nerea Dasilva-Villanueva and Bülent Arıkan and Hasan Hüseyin Canar and David Fuertes Marrón and Bo-Kyung Hong and Ahmet Emin Keçeci and Sümeyye Koçak Bütüner and Gence Bektaş and Raşit Turan and Carlos del Cañizo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.03956},
year = {2022}
}
备注
31 pages, 6 figures