论文部分内容阅读
单晶硅(c-Si)太阳能电池由于其较高的光电转换效率而在光伏领域占据重要的地位。随着工艺的发展，c-Si太阳能电池效率的提高需要对硅片表面减反射及表面钝化进行处理。而近来表面钝化在提高硅太阳能电池效率方面的作用越来越大。传统的钝化材料有SiO2、SiNx等，但是生长SiO2薄膜的高温处理过程会对硅造成体寿命减退，SiNx薄膜中的正电荷易造成电池短路电流减小。随着工艺的成熟，原子层沉积(ALD)生长的氧化铝(Al2O3)薄膜由于其特有的固定负电荷而显现对硅良好的钝化效果。 本文采用ALD技术，研究Al2O3薄膜对提拉法生长的制绒单晶硅(c-Si)的钝化效果。首先研究，分别以H2O和O3作为氧源，在200℃、220℃、240℃、260℃、280℃、300℃不同温度下，于c-Si表面生长Al2O3薄膜，利用瞬态表面光伏(SPV)技术对其进行表征。结果发现，两种氧源生长方法均在生长温度高于240℃时呈现良好的钝化效果。退火后，SPV弛豫时间更是增加到了400μs。此外，本文还研究了Al2O3薄膜对不同导电类型的c-Si表面钝化效果，并利用FESEM、XRD、减反射谱、QSSPC对Al2O3薄膜的性能进行了表征。通过研究其XRD得知，Al2O3薄膜经400℃、600℃、800℃退火后均呈现非晶态。而减反射谱研究表明，Al2O3薄膜对p型和n型c-Si的表面减反射没有特别明显的区别。样品中少数载流子有效寿命是通过准稳态光电导(QSSPC)测试得出。对p型样品，Al2O3/c-Si少子有效寿命为9.2μs，经过退火处理，少子有效寿命提高到了39.4μs。n型样品，Al2O3/c-Si少子有效寿命为11.1μs，退火后提高到了28.2μs。这说明Al2O3薄膜对p型c-Si有着更好的钝化效果，这种良好的钝化效果来源于Al2O3薄膜中固定负电荷的增加，以及Si/Al2O3界面处缺陷态的减少。