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氮 对 多 晶 硅 铸 锭 性 能 的 影 响 与 一 种 化 学 增 强抗 溶 解 氮 化 硅 涂 层On the effects of dissolved N on PV performance of mc-Si ingots and a chemically enhanced disolution-resistant silicon nitride coating 尹 传 强 明 亮 周 浪南 昌 大 学 光 伏 研 究 院 / 湖 南 红 太 阳 光 电 科 技 有 限 公 司 石 坚山 东 辰 宇 稀 有 材 料 科 技 有 限 公 司2018-11-10CSPV-14 氮 对 多 晶 硅 铸 锭 性 能 的 影 响 一 段 公 案与 探 案 故 事 改 性 氮 化 硅 涂 层 及 其 铸 锭 应 用 表 现报 告 提 纲 某 企 业 两 年 前 铸 锭 出 现 少 子 寿 命 反 常 低 现 象A车 间B车 间 探 案 线 索 1 埃 文 斯 检 测 。 排 除 金 属 或 氧 、 碳 杂 质 原 因 探 案 线 索 2 电 阻 率 与 三 、 五 族 元 素 含 量 不 符 。 偏 高 时 有 探 案 线 索 3  发 现 氮 超 高 硅 锭 中 氮 的 来 源 为 脱 模 涂层 材 料 氮 化 硅 粉 在 硅 熔 体中 的 部 分 溶 解旁 证 锭 表 面 同 时 出 现黄 斑 。 为 表 面 淀 积 氮 化硅 所 致 定 案 氮 化 硅 涂 层 在 硅 熔 体 中 不 断 溶 解 释 放 氮 ，造 成 硅 锭 氮 过 饱 和 /或 氮 化 硅 沉 淀 ， 会 导 致 硅锭 少 子 寿 命 严 重 下 降 。 另 据 杨 德 仁 院 士 报 告 ， 掺 氮 会 显 著 提 高 晶 体 硅强 度 或 为 多 晶 硅 相 对 单 晶 硅 难 锯 的 原 因 ， 或 原因 之 一 至 于 何 种 氮 化 硅 材 料 、 何 种 条 件 下 会 在 硅熔 体 中 溶 解 过 量 ， 导 致 铸 锭 少 子 寿 命 问 题 。追 踪 难 度 很 大 可 以 肯 定 的 是 ， 现 行 氮 化 硅 涂 层 材 料 在 高温 硅 熔 体 中 的 溶 解 速 率 处 于 临 界 边 缘 大部 分 时 候 不 导 致 显 性 问 题 ， 但 有 些 时 候 就过 了 。 。 。 通 过 高 温 化 学 改 性 提 升 其 稳 定 性 ， 使 之 远离 上 述 临 界 边 缘 ， 比 设 法 去 提 高 氮 化 硅 本身 的 稳 定 性 ， 更 为 可 靠 化 学 改 性 稳 定 化 原 则A B ABAB一 定 比 A或 B都 更 稳 定（ Gibbs自 由 能 自 发 降 低 ， 或 者 说 这 是 它 能 自 发 形 成 的 原 因 ）依 此 原 理 我 们 基 于 高 纯 氮 化 硅 制 备 了 比 氮 化 硅 更 为稳 定 的 高 纯 超 细 改 性 氮 化 硅高 温 平 衡 喷 涂 情 况- 同 一 坩 埚 不 同 壁 面 ， 三 面 普 通 ， 一 面 改 性- 沿 用 完 全 相 同 喷 涂 配 方 和 喷 涂 工 艺 表 观 相 近改 性 氮 化 硅普 通 氮 化 硅 改 性 氮 化 硅普 通 氮 化 硅铸 锭 应 用 例 1 出 锭 情 况 与 石 英 坩 埚 附 着 力 情 况改 性 氮 化 硅 普 通 氮 化 硅改 性 氮 化 硅 附 着 更 牢 不 起 皮 剥落  常 见 的 硅 锭 侧 面 粘 连白 斑 基 本 消 除 普 通 氮 化 硅改 性 氮 化 硅出 锭 情 况 脱 模 效 果 普 通 氮 化 硅 涂 层 普 通 氮 化 硅 涂 层普 通 氮 化 硅 涂 层 改 性 氮 化 硅 涂 层（ 仅 这 一 侧 附 近 表 面 无 黄 斑 ）表 面 黄 斑 一 般 为 过 饱 和 氮 析 出 淀 积 区 域 ， 其 分 布 与 改 性 氮 化 硅 抗 溶 解 性 提 高 的 预 期 一 致 。 1 0 0 0 0 10 10 01 12 12 0 1 0 2 0改 性 氮 化 硅普通氮化硅 普通氮化硅铸 锭 应 用 例 2 A1 A6A31 A36 A1 A6 A31 A36改 性 氮 化 硅 普 通 氮 化 硅 涂 层 出 锭 侧 面 改 性 氮 化 硅 涂 层 出 锭 侧 面相 对 于 普 通 氮 化 硅 涂 层 ， 改 性氮 化 硅 涂 层 对 应 锭 表 面 较 为 干净 ， 无 白 斑 现 象 铸 锭 应 用 例 3 普 通 氮 化 硅 涂 层 接 触 面粘 连 难 除 改 性 氮 化 硅 涂 层 接 触 面 粘 连 疏 松 易 除 总 结1 氮 化 硅 涂 层 在 熔 融 硅 中 不 断 溶 解 释 放 氮 ， 造 成 硅 锭 氮过 饱 和 /或 氮 化 硅 沉 淀 ， 会 导 致 硅 锭 少 子 寿 命 严 重 下 降 ，还 有 可 能 硬 化 晶 体 硅 ， 使 之 相 对 更 难 切 割 。2 上 述 问 题 原 因 不 详 。 出 现 呈 偶 然 性 。 可 能 与 氮 化 硅 材质 有 关 。3 通 过 高 温 化 学 改 性 获 得 更 高 稳 定 性 的 改 性 氮 化 硅 ， 在抑 制 溶 解 释 放 氮 上 显 示 了 可 观 效 果 。 在 脱 模 （ 不 润 湿性 ） 和 与 石 英 陶 瓷 的 附 着 性 能 上 有 显 著 改 善 。 Tel. 13065163492，E-mail lzhouncu.edu.cn; cqyinncu.edu.cn 谢 谢 聆 听 欢 迎 垂 询
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