李立伟 贺祥生 娄中士

【摘 要】目前所应用于各类半导体光电器件和高效太阳能电池的直拉硅单晶多为<111>及<100>晶向，但是特殊晶向的<110>硅单晶可制备出光电转换效率更高、材料成本更低的太阳能电池，但这种特殊晶向硅材料的制备存在着较大的困难，本文通过数值模拟与实际试验相结合进行热系统设计及工艺的优化，开发出一套热场分布合理、工艺稳定的适合<110>直拉硅单晶生长的热场结构及工艺。

【关键词】<110>，直拉硅单晶，热场，大直径

1.引言

随着原油储备的耗尽，油价、电价的持续上升，以及石油燃料引起的气候问题，使人们对可持续能源的需求变得十分紧迫，太阳能开发利用技术的快慢已经影响到人类未来生存方式的改变，而如何提高太阳能电池组件的转换效率，降低成本，成为光伏领域的主要研究和发展方向。不言而喻，硅材料作为光伏的主体材料而备受关注，如何制备特殊结构的硅材料，如何从基础材料方面入手提高太阳能电池光电转化效率是目前发展光伏产业的重中之重。据《日本经济新闻》报道，由欧洲光伏发电相关的产学官组成的Solar Power Europe（前欧洲光伏产业协会）6月21日公布的数据显示，2015年世界光伏发电新增装机容量较上年增加25.6%，达到5060万千瓦，创出了历史新高[1]，而值得指出的是，特殊结构高效太阳能电池的同比增长率达到了80%以上，占整体光伏产品的8%以上，且呈逐年递增趋势。可以看到，各类采用新型结构、新工艺制备的高效太阳能电池应运而生，例如Sliver太阳能电池以特殊晶向<110>硅单晶为衬底材料，转换效率达到20%以上，方便携带，且正在向大直径化发展，以进一步降低成本和提高单位转换效率。……