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半熔和全熔高效多晶硅的差异性分析

2016-6-17 11:26| 发布者: Nikko| 查看: 7822| 评论: 0|来自: 晶科能源有限公司

摘要: 当前高效多晶硅组件是主流的光伏产品。高效多晶硅的制备方法分为有籽晶高效多晶硅技术与无籽晶高效多晶硅技术,即俗称的半熔高效与全熔高效。


  电池效率方面,有籽晶高效多晶硅锭较无籽晶高效多晶硅锭平均效率高。但电池效率优势主要体现在中下部,这一结果与PL检测结果相吻合,三块的效率优势分别为0.12%(B13), 0.13% (C14)和0.169%(C15)。分析认为以上差异主要是由于长晶初期形核原理不同造成,有籽晶高效多晶硅锭底部晶体品质较无籽晶高效多晶硅锭底部品质高,长晶后期由于长晶过程竞争生长与热场工艺的共同影响,差异减小或者趋向相同。因此有籽晶高效多晶硅技术在长晶初期具有较大的品质优势,但是在长晶中后期随着缺陷增加,两者品质逐渐相近。

  通过以上分析,有籽晶高效多晶硅技术进一步优化的方向是抑制长晶中后期缺陷的增殖。可以通过保持晶柱生长的垂直性以及晶粒的延续性,将外延生长出的高品质晶粒竖直生长至中上部,从而可以有效提升整体效率。无籽晶高效多晶硅技术在形核和长晶初期相比有籽晶形核存在一定的不足,可以通过进一步优化底部异质形核层和形核过程过冷度提升{112}等优质晶向的比例。具体进一步优化的方向包括:通过对形核层的优化减少对温度(过冷度)窗口的依赖,并且探寻最佳的形核温度和过冷度,优化长晶初期的晶向分布与随机晶界的比例,提升长晶初期晶体品质。同时长晶后期也需要优化,同有籽晶高效多晶硅一样,也需要通过柱状晶的生长抑制长晶中后期缺陷的增殖。

  

   4. 结论

  (1)有籽晶(半熔)高效多晶硅技术与无籽晶(全熔)高效多晶硅技术都可以获得较大的形核率,获得尺寸小而均匀的晶粒。

  (2)有籽晶高效多晶硅技术生长硅锭底部晶粒晶向分布{112}晶向占主导,随机晶界比例相对较高,硅锭底部晶体品质优势较大。

  (3)关于有籽晶与无籽晶高效多晶硅技术的优化方向:有籽晶高效多晶硅技术需对长晶中后期进行优化,通过优化界面与温度梯度,保持晶柱垂直性和延续性。无籽晶高效多晶硅技术需要通过对长晶初期形核条件进行优化,提高优质晶向的比例和随机晶界比例。同时也要进行长晶中后期的优化,长晶后期的优化措施同有籽晶高效多晶硅技术方案相同。保持硅锭底部到顶部的品质延续性是半熔和全熔高效多晶共同的核心内容。

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