one激光摻雜5.29

1、激光摻雜制備晶體硅太陽電池研究展 摘自電工技術報內(nèi)容:v 下列因素激光摻雜效果的影響: 1,激光能量密度 2,激光脈沖個數(shù) 3,激光波長 4,材料表面織構與否 激光摻雜的效果，諸如 pn 結結深，方塊電阻，雜質(zhì)的分布等與激光能量密度、激光脈沖個數(shù)、激光波長和材料表面織構與否有密切的關系。激光摻雜的優(yōu)勢v 相比于傳統(tǒng)工藝：1，激光摻雜技術簡單快速，應用于室溫環(huán)境；2，減少了整體太陽電池的熱效應，更適合于加工薄的硅襯底（150um以下）；3，結合激光摻雜發(fā)射極和激光摻雜背電場技術，晶體硅太陽電池的效率可以超過20%。 激光摻雜就是應用能量接近襯底熔融閾值的激光脈沖，轟擊雜質(zhì)原子，利用激光的高能量密

2、度，將雜質(zhì)原子摻雜到硅的電活性區(qū)域。摻雜源 ： 1氣體； 2液體； 3固體。原理：v 激光脈沖（脈寬微秒或納秒量級）熔融硅表面，雜質(zhì)滲透融化和固化的循環(huán)過程，摻雜源進入到硅的頂層融化的頂層都會向下外延，液態(tài)和固態(tài)的交界面移回表面固化后，摻雜原子取代硅原子的位置激光摻雜背電場（波長355nm)v 激光能量密度v 當激光能量密度高于熔融閾值時，熔融深度隨激光能量密度提高迅速加深，說明很容易獲得深結重摻雜區(qū)域激光功率對摻雜濃度和摻雜深度的影響v 工作波長為 355nm，重復頻率 34kHz 的 Nd3+:YAG 激光器v v 355 nm 波長的光 摻雜原子位于表面下0.05 um 激光功率越高，摻

3、雜越深，同一深度的摻雜濃度越大。v然而，當輸出功率超過 0.5 W 時，摻雜原子量趨近于常量。v 繼續(xù)增大激光功率，方塊電阻又開始增加，這是因為過大的激光能量使之前摻雜的硅材料熔融。波長為 1064 nm 的 Nd:YVO4激光器v 隨著激光脈沖數(shù)量的增加，方塊電阻顯著減小，硼摻雜的深度明顯加深，說明了激光摻雜雜質(zhì)激活率高，大部分的摻雜原子是晶體硅原子的替位原子。 v v 當脈沖數(shù)量在 50 個以上時，摻雜濃度甚至可以明顯超過溶解極限，實現(xiàn)區(qū)域的重擴散。激光波長v 表面織構v 采用沒有織構表面金字塔和有織構金字塔的樣品進行激光摻雜的對比。選取四組區(qū)別僅在于表面織構與否和之前擴散發(fā)射極的方塊電阻大?。?5 或者 110 ）的樣品；v表面之前進行過織構，方塊電阻明顯降低。這是由于在織構過的表面具有良好的陷光效果，可以獲得更加有效的激光耦合。v除此之外，也有文獻報道，織構過的表面比未織構的平面上制造的激光消融的太陽電池具有更好的內(nèi)量子效率。v 激光摻雜與激光刻槽的比較：v 激光摻雜工藝相比于激光刻槽，所需激光功率較低，激光熔融不會導致大塊的缺陷，避免了激光刻槽或激光切割的高溫過程，幾乎沒有高溫晶格缺陷和雜質(zhì)缺陷，減少了激光誘導缺陷引起的壽命衰減，可以維持較高的少子壽命；激光熔線的電極區(qū)域（寬 2