太阳能电池用“掺镓”硅单晶的研发

黄旭光①

(晶龙实业集团有限公司 河北 邢台055550)

摘 要：目前业内普遍采用掺硼硅单晶制作太阳能电池片，存在光致衰减现象，难以克服.本文介绍了作者及所在单位采用新工艺拉制掺镓硅单晶应用于太阳能电池片的有关技术，此创新有效解决了光致衰减这一难题，是太阳能电池行业今后的一个重要发展方向.

关键词：掺镓掺硼转化效率衰减率分凝系数

作者简介：①黄旭光(1980-)，男，工程师，主要从事太阳能级硅单晶、太阳能电池片的工艺研发.

收稿日期：(2015-04-02)

1研发背景

Cz法生长的硼掺杂硅单晶制作成太阳能电池片，当暴露在光照下，随着时间推移，电池片转化效率会发生光致衰减，这种现象最早是由Fischer和Pschunder在1973年首先发现的，但是在生产领域内，一直没有找到合适的解决办法.

这种光致衰减是由于掺硼硅单晶中的间隙态氧和替位态硼形成亚稳态的缺陷结构(硼氧复合体)所致.在国内，晶龙集团率先对这种现象进行了关注，并致力于解决这一问题.

经深入研究，解决的方法有：

(1)采用镓作为Cz硅单晶的掺杂剂；

(2)采用掺磷的N型单晶；

(3)采用MCz或区熔法生产更低氧含量的单晶.

根据行业现实情况，及对生产成本、生产工艺等一系列问题的综合考虑，我们最终选定采用掺镓法.

2原理分析

镓是ⅢA族元素，原子量69.72，英文名称Gallium，元素符号Ga.蓝白色金属，密度5.907 g/cm3，熔点29.78℃.

半导体中掺杂用的三、五主族元素一般为替位共价态，硼的原子半径为82 pm(1 pm=10-12m)，在硅晶……