新型氧化硅钝化特性研究-龚磊-solarbe文库

资源描述：

新型氧化硅钝化特性研究报告人龚磊中国科学院电工研究所报告时间 2018 年 11月 9日新型氧化硅钝化特性研究第 2页研究背景实验流程结果分析总结与展望 1研究背景第 3页高效太阳电池中的钝化结构 1研究背景第 4页钝化 𝑆𝑖𝑁𝑥 𝐴𝑙𝑂𝑥 𝑆𝑖𝑂𝑥 晶格系数匹配正电荷场钝化化学钝化饱和悬挂键，降低界面态密度界面固定电荷形成电场场钝化提高少子寿命提高转换效率热氧化 PECVD 湿法化学氧化温度过高局限真空工艺复杂效率低废物处理第 5页 1研究背景全氢聚硅氮烷 Perhydropolysilazane, PHPS 陶瓷先驱体、陶瓷基体和涂层材料） PHPS结构示意图紫外或一定温度环境中与 H2O、 O2反应 PHPS水解反应机理第 6页 2实验流程新型氧化硅制备流程 Si RCAIIIHF PHPS旋涂烘干 150℃ ,3min 退火 300900℃ , 15min ALD生长 AlOx 退火 450℃ , 10min 测试测试试验流程图 Si 𝑆𝑖O𝑥 𝑨𝒍𝑶𝒙 𝑨𝒍𝑶𝒙 样品基本结构衬底采用 N型双面抛光单晶硅片第 7页 3实验结论分析 Si-N 、 Si-H Si-O Si-H N-H Si-O Si-N 未退火和退火的 PHPS薄膜 FTIR光谱 𝑥 [𝑂][𝑆𝑖] 2[𝑆𝑖 −𝑂]𝑆𝑖 −𝑂 [𝑆𝑖 − 𝑁] y [𝑁][𝑆𝑖] 43· 2[𝑆𝑖 −𝑁]𝑆𝑖 −𝑂 [𝑆𝑖 −𝑁] 𝑆𝑖 −𝑋 𝐾𝑆𝑖−𝑋 𝑣 𝛼 𝜔 𝜔 ⅆ𝜔 𝐾𝑆𝑖−𝑋𝐴𝑆𝑖−𝑋 其中 𝐾𝑆𝑖−O 1.51019𝑐𝑚−2, 𝐾𝑆𝑖−𝑁 2.11019𝑐𝑚−2 计算得出薄膜经退火处理以后时， S𝑖𝑂𝑥𝑁𝑦中系数 x均大于 1.97, 因此可近似认为薄膜的成分为 S𝑖𝑂2。成分分析第 8页 3实验结论分析温度提升，加速 Si-N的断裂与 Si-O的形成不同温度下退火的 Si-O峰不同温度下退火之后 Si-O峰和 Si-N比值不同温度下的 FTIR光谱第 9页 3实验结论分析不同温度下退火氧化硅钝化的少子寿命低温段 300500℃薄膜质量较低中温段 600700℃钝化效果好高温段 800900℃电荷 /出现二次缺陷少子寿命与退火温度的关系 Si 𝑆𝑖O𝑥 第 10页 3实验结论分析 𝑺𝒊𝑶𝟐 −Si界面固定电荷 𝑸f用 Corona Charge测量 700℃退火的样品 corona-charge曲线样品经不同温度下退火的界面固定电荷 𝑄f 电荷密度 121012cm−2，随退火温度升高而增加第 11页 3实验结论分析厚度控制正丁醚稀释薄膜厚度随稀释比例的变化烘干和退火过程中正丁醚挥发，留下 PHPS在衬底表面固化成为 SiO2 第 12页 3实验结论分析厚度控制正丁醚稀释薄膜厚度随稀释比例的变化烘干和退火过程中正丁醚挥发，留下 PHPS在衬底表面固化成为 SiO2 不同厚度的氧化硅钝化的少子寿命 AlOx 第 13页 3实验结论分析新型氧化硅与氧化铝形成叠层不同氧化硅厚度的氧化硅 /氧化铝叠层少子寿命 Si 𝑆𝑖O𝑥 𝑨𝒍𝑶𝒙 𝑨𝒍𝑶𝒙 𝝉𝑺𝒊O𝒙/𝑨𝒍O𝒙 𝟐𝟐𝟎𝟎𝝁𝒔 界面质量、 H钝化 𝑸f 21011cm−2 新型氧化硅与氧化铝形成叠层第 14页 3实验结论分析制备氧化硅前后样品的反射谱 Si 𝐴𝑙O𝑥 𝑆𝑖𝑶𝒙 𝑆𝑖𝑶𝒙80nm 21.1 9.7 𝝉 𝟏𝟐𝟎𝟎𝝁𝒔 反射率新型氧化硅钝化效果十分优异 SiOX 1250μs SiOX AlOX 2200μs 制备工艺简单无需高温改进和创新提高制备效率，从制备方式上实现量产进一步优化钝化效果第 15页 4总结与展望新型氧化硅拥有光明的应用前景新型氧化硅钝化特性研究报告人龚磊中国科学院电工研究所报告时间 2018 年 11月 9日谢谢聆听