掺Sn改善UMG-Si铸锭中铁对少子寿命的影响作用

材料导报, 2016, 30(18): 20-25. doi: 10.11896/j.issn.1005-023X.2016.18.005

掺Sn改善UMG-Si铸锭中铁对少子寿命的影响作用

何秋湘 ^1, , 李京伟 ^2, , 白枭龙 ^3, , 孙继飞 ^4, , 班伯源 ^5, , 刘加威 ^6, , 陈健 ^7,

1.中国科学院应用技术研究所,中国科学院新型薄膜太阳电池重点实验室,合肥230088

2.中国科学院应用技术研究所,中国科学院新型薄膜太阳电池重点实验室,合肥230088

3.中国科学院应用技术研究所,中国科学院新型薄膜太阳电池重点实验室,合肥230088

4.中国科学院应用技术研究所,中国科学院新型薄膜太阳电池重点实验室,合肥230088

5.中国科学院应用技术研究所,中国科学院新型薄膜太阳电池重点实验室,合肥230088

6.中国科学院应用技术研究所,中国科学院新型薄膜太阳电池重点实验室,合肥230088

7.中国科学院应用技术研究所,中国科学院新型薄膜太阳电池重点实验室,合肥230088

基金项目: 安徽省自然科学基金(1508085QE81) 中国博士后科学基金(2014M561846) 中科院“百人计划”项目国家自然科学基金(51404231,51474201)

关键词： Sn , 杂质Fe , 多晶硅 , 少子寿命

Improvement of the Minority Carrier Lifetime of Fe Contaminated UMG-Si Ingot by Sn Doping

Keywords： Sn , Fe impurity , multi-crystalline silicon , minority carrier lifetime

为削弱有害杂质元素Fe对多晶硅性能的影响,采用Si-Sn微合金化的途径,研究Sn对不同Fe污染程度时提纯多晶硅(UMG-Si)定向凝固后少子寿命的变化.掺入30 ppmw或100 ppmw Fe杂质后,在Sn元素含量分别为0 ppmw、15 ppmw、30 ppmw、50 ppmw时,测试定向凝固多晶硅少子寿命变化.随着Fe含量增加硅锭少子寿命减少,初始杂质Fe含量为0 ppmw、30 ppmw、100 ppmw时,硅锭中部平均少子寿命分别为0.81 μs、0.52μs和0.40μs.掺入适量的Sn元素,能有效削弱杂质Fe的危害,提高少子寿命.当初始Fe含量为30 ppmw时,掺入Sn为15ppmw、30 ppmw后,硅锭中部平均少子寿命提高23％、25％.当Fe含量为100 ppmw时,掺入Sn含量为15 ppmw、30 ppmw、50 ppmw后,少子寿命可提高40％、50％、40％.原子半径比Si大的Sn原子引入晶格应力,抑制间隙原子Fe成核、阻碍Fe扩散,有效减少杂质Fe的危害.

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