周涛
,
刘聪
,
陆晓东
,
吴元庆
,
夏婷婷
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.06.007
首先利用TCAD半导体器件仿真软件全面系统地分析了不同发射区表面浓度和结深对P型单晶硅太阳电池短路电流、开路电压、填充因子及转换效率的影响.然后以获得最优的发射区结构参数为目标,对热扩散工艺和离子注入工艺进行了仿真研究.仿真结果表明,发射区表面浓度和结深的变化对单晶硅太阳电池输出特性产生显著影响.当发射区表面浓度为5×1020 cm-3,结深为0.1μm时,太阳电池转换效率最高,可达20.39%.若采用热扩散工艺制备发射区,扩散温度范围为825~850℃,扩散时间范围为10~20 min;若采用离子注入工艺制备发射区,当注入剂量为1×1017 cm-2,注入能量为5 keV时,退火温度范围为850~875℃,退火时间范围为5~15 min.
关键词:
单晶硅
,
太阳电池
,
发射区
,
表面浓度
,
结深
,
扩散
,
离子注入
,
转换效率
郭菁
,
邢鹏飞
,
涂赣峰
,
祁阳
材料科学与工艺
为提高在切割废料中高纯硅的回收率,对沉降方法和条件进行了优化.根据单/多晶硅切割废料浆的物理、化学性质,在m（水）∶m（聚乙二醇）=（8～9）∶1、含有少量无机盐的水溶液体系中,在不同沉降时间和不同固液配比的条件下进行正交试验,通过盐酸、氢氟酸进行除杂,最后在1 500～1 600℃下进行硅的铸锭.通过X射线衍射、元素分析和粒径分析研究沉降条件对于最终回收产物的影响.研究表明：在固液比为0.06、沉降时间5 h的条件下,沉降并经过除杂得到的微粉中硅质量分数达到88.52%,碳化硅质量分数为11.46%,富集的微粉经铸锭得到的硅锭纯度为98.71%,硅的回收率达到43.33%.
关键词:
单晶硅
,
多晶硅
,
切割料浆
,
碳化硅
,
聚乙二醇
,
高纯硅
,
回收
邢鹏飞
,
郭菁
,
刘燕
,
庄艳歆
,
涂赣峰
材料与冶金学报
doi:10.3969/j.issn.1671-6620.2010.02.016
从单晶和多晶硅切割废料浆中综合回收高纯硅、聚乙二醇和碳化硅,对减少环境污染、提高资源利用率有一定意义,特别是如能将切割料浆中最有价值的高纯硅得以回收并再用于制造太阳能电池,这对缓解我国太阳能多晶硅的紧缺、减少多晶硅的进口量有重要意义和商业价值.本文简述了单晶硅和多晶硅的生产概况及其切割工艺,重点阐述了国内外切割料浆的回收进展,综合了国内外现有的回收专利技术,将回收工艺概括为固液分离和固体提纯两个主要步骤,并对每个步骤所采用的方法进行了归纳和分类,以供相关企业参考.同时,本文也介绍了国内现有的切割料浆回收企业的概况,以及目前从切割料浆中回收高纯硅的研究进展.
关键词:
单晶硅
,
多晶硅
,
切割料浆
,
碳化硅
,
聚乙二醇
,
高纯硅
,
回收
季鑫
,
杨德仁
,
答建成
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.03.003
首先综述了硅基单结太阳能电池的分类、制备方法及进展,介绍了化学气相沉积法、液相外延法(LPPE)、金属诱导结晶法(MIC)、磁控溅射法以及分子束外延法等各种硅基太阳能电池的制备方法,阐述了各种制备工艺的优缺点.其次,总结了单晶硅、多晶硅以及非晶硅太阳能电池在组织结构、缺陷方面的研究现状.最后,对硅基太阳能电池的机械、电学、光学以及光电性能等方面的研究进展做了论述.
关键词:
硅基单结太阳能电池
,
制备方法
,
单晶硅
,
多晶硅
,
非晶硅
,
缺陷
,
力学性能
曾庆凯
,
关小军
,
潘忠奔
,
张怀金
,
王丽君
,
禹宝军
,
刘千千
人工晶体学报
为研究大直径直拉硅生长时空洞的演化规律,建立了与有限元模型所模拟的晶体生长温度场相结合的空洞演化相场模型,并应用该模型模拟研究了空洞形貌及其分布状态的变化过程以及不同初始点缺陷浓度对空洞演化的影响规律.结果表明:直拉硅单晶生长过程中,空洞的演化经历了孕育-形核-长大-稳定四个阶段,其形貌和分布状态亦由孤立的球形向偏聚的串珠形转变；与较低的点缺陷浓度相比,初始点缺陷浓度较高时,空洞的数目、平均尺寸、面积分数普遍较大,孕育阶段缩短、形核和长大阶段延长；空洞的偏聚及合并、长大的现象显著；当温度低于980 K时,大直径的空洞数目不再增加.
关键词:
单晶硅
,
直拉法
,
相场模型
,
数值模拟
,
空洞
聂磊
,
阮传值
,
廖广兰
,
史铁林
功能材料
利用正交实验,对单晶硅表面活化工艺中重要参数对活化效果的影响进行了研究,并优化了工艺.实验针对RCA活化溶液处理工艺的特点,选择溶液配比、处理时间和温度3个重要因素为研究对象,以30%盐水为测试液,以接触角为指标,评估了这3个因素对活化效果的影响规律.对实验结果的分析表明,在此三因素中,活化温度与活化效果的关系最密切,活化液配比和活化时间的影响依次减弱.根据实验分析的结果,得到优化的工艺.利用此优化工艺进行了硅圆片键合实验,其结果表明此工艺能够实现无明显界面缺陷的直接健合.
关键词:
单晶硅
,
表面活化
,
直接键合
,
参数优化
蒋利民
,
眭俊
,
霍盛
,
王洋
,
杜裕杰
材料保护
单晶硅表面局部金属化可用于一些特殊的技术领域,为了寻找成本低且环保的化学镀镍无钯活化工艺,以AgNO3为活化剂,加上适当的复合添加剂对单晶硅进行化学镀镍前活化处理.通过扫描电镜、耐蚀性试验及相关检测标准,研究了AgNO3浓度、活化时间、活化温度对镀层沉积速率、覆盖率和镀层光亮度、结合力及耐蚀性的影响.结果表明:当AgNO3浓度为3.5 ～7.5 g/L,温度为40～ 50℃,活化时间为12 ～20 min时,镀层沉积速率和覆盖率较好,镀层表面均匀、光亮、结合力强、耐蚀性好；该活化工艺及其制备的局部镍镀层能够很好地应用于多孔硅的制备.
关键词:
无钯活化
,
AgNO3
,
单晶硅
,
化学镀镍
,
局部金属化
,
镀层性能
苏文佳
,
左然
,
人工晶体学报
在CZ法生长太阳能级单晶硅中,单晶炉的导流筒、热屏和炭毡对晶体生长有很大影响.通过对上述三个部件进行改进优化,并通过数值模拟对优化前后晶体和熔体的热场、热屏外表面与石英坩埚内壁面之间的氩气流场以及晶体中的热应力进行分析,得出以下结论:石墨导流筒的引入减少了炉体上部的氩气流动涡胞,进而减少了SiO在单晶炉上部的沉积;优化后的热屏减少了加热器对晶体的烘烤,使结晶速率加快;优化后的侧壁炭毡阻止了加热器向上部的热损失.优化后在加热器功耗不变时,结晶速率至少可提高35%,而不增加宏观位错的发生概率.
关键词:
单晶硅
,
数值模拟
,
热屏
,
炭毡
孙蓉
,
徐洮
,
寇冠涛
,
薛群基
无机材料学报
通过离子注入技术对单晶硅表面进行氩离子注入处理,利用纳米压痕仪及其附件研究了单晶硅表面在离子注入前,后的微观力学性能和变形机理,并用透射电子显微镜研究了改性层的微观结构.研究结果表明:一定剂量的氩离子注入使单晶硅表面的断裂韧性得到改善, 提高了其在纳米划痕过程中的失效负荷.原因是氩离子的注入使单晶硅表面形成了硅的微晶态与非晶态共存的混合态结构的改性层,改善了单晶硅的微观力学性能.
关键词:
单晶硅
,
Ar+ implantation
,
nano-scratch
,
fracture toughness
李进
,
张洪岩
,
高忙忙
,
周锐
,
薛子文
,
梁森
,
李国龙
,
李海波
,
何力军
人工晶体学报
大直径化是太阳能光伏用单晶硅发展的趋势之一.由于炉体结构的增大,炉内气体流场的变化对晶硅生长过程产生了一定的影响.本文采用CGSim晶体生长软件,系统分析了氩气进口流速对固液界面,热应力和晶体氧含量的影响.结果表明,随氩气流速的增加,固液界面高度逐渐下降,当氩气流速为中等范围时,固液界面波动最低,有利于提高拉晶过程的稳定性;另一方面,三相交界处热应力最大值随氩气流速的增加而降低,固液界面热应力波动幅度随氩气流速的增加而增加,综合两方面考虑,确定采用中等氩气流速(0.9～1.5 m·s-1)工艺可有效避免断晶等缺陷的发生.同时,在中等氩气流速范围内,晶体中心处的氧含量下降至6.55×1017 atm/cm3(氩气流速为1.5m·s-1时),与低氩气流速时相比,氧含量降低了18％.
关键词:
单晶硅
,
氩气流场
,
固液界面
,
氧含量
