Читальный зал -->  Солнечные элементы 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 [ 50 ] 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91

Таблица 4.1. Коэффициенты сегрегации примесей, пределы растворимости

Тиг.ппи -и Коэффициент Предел раствори- Допустимые кон-

1ип примеси сегрегации мости, см центрации, см *

Легирующие примеси

О 0,5-1,0*2 210** ,

С 0,07*3 9-10**

В 0,8*

А1 0,002* 2-10*

Ga 0,008*

In 0,004*

Р 0,35*

As 0,30*

Sb 0,023* 10**

Li 0,01*2

Примеси, уменьшающие

время жизни избыточных

носителей зяда

Аи - 7.10*

G 10 * 510** 5-10*

Си 410 * Ю МО*

Fe 810 * 3-10 * МО *

Mg 210 510* 2-10*

Мп 10~* 410 * 210*

Na 2-10 9-10 * 2-10*

Ni 10 * 10 4-10*

Ti 10 * lo* 410

V 10 * 510* МО*

Zr 4-10

С - - МО

* Данные относятся к концентрациям, допустимым при изготовлении солнечного элемента с КПД 10% из кремния с удельным сопротивлением 0,5 Ом-см, легированного бором, и взяты из работы Hill D. Е. е. а. Ргос. 12th IEEE Photovoltaic Specialists Conf., 1976.

*2 Runyan W. R., SiUcon Simiconductor Technology. New York: McGrow-Hill, 1965.

* HiU D. E., Gutsche H. W., Wang M. S.I I 12th IEEE Photovoltaic SpeciaUsts Conf., 1976. Более полные данные о температурной зависимости примесей в кремнии содержатся в статье Trumfore F. А. J. Bell Syst, Tech., 1960, voL 39.

** Hovel H. J., Solar Cells Semiconductors and Semimetals. New York: Academic Press, 1975, vol 11.

При необходимости введения в кристалл легирующей примеси оценить ее концентрацию в кристалле можно с помощью соотнощения

Ns = koNj expi~koX/x), (4.4)

где - исходная концентрация примеси в зоне расплава.

Для постоянства вдоль слитка необходимо, чтобы концентрация в зоне расплава бьша постоянной, а коэффициент сегрегации в отличие от коэффициента по методу Чохральского бьш мал. Для вьшолнения этих сложных условий согласно одному из способов до зонной плавки вдоль слитка создают распределения примесей по пилообразному закону,

1 k 5 6 7 x/x

0 0,1 0,1 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,S 0,9 Допя затвердевшего pacn/iaSa z

Рис. 4.4. Зависимость концентрации примеси, остающейся в расплаве при выращивании кристалла методом Чохральского, от доли г затвердевшего расплава. Для всех кривых JVq = 1

Рис. 4.5. Распределение концентрации Ng примеси вдоль слитка, подверженного зонной очистке. Для всех кривых Nq = I, расстояние х вдоль слитка нормировано на ширину зоны плавления х

Твердая (раза

Фронт затвер-девания-

Жидкая (раза

Рис. 4.6. Схематическое изображение концентрационного распределения примеси, объясняющее увеличоше эффективного коэффициента сегрегации вследствие диффузии примеси вблизи продвигающегося фронта рекристаллизации

поэтому в процессе зонной плавки происходит пополнение легирующей примесью. Среди других способов - добавка в вьфащиваемую среду газообразной примеси, например в виде РНз или BiHg, или нейтронно-трансмутационное легирование.

В процессе роста примесь непрерывно удаляется с фронта кристаллизации и диффунди1ет в объем расплава, вследствие чего вблизи фронта кристаллизации появляется концентрационный градиент. Это приводит к эффективному увеличению коэффициента сегрегации к, зависящему от скорости роста и перемеишвания (рис. 4.6). Для общепринятых скоростей роста и перемешивания отношение Лэфф/Ао может варьироваться от 1 до 4 [Runyan, 1965].

4.2.4. Зонная плавка

В процессе зонной плавки, являющейся модификацией метода зонной очистки, предложенного Пфаном, происходит медленное перемещение узкой области расплава вдоль кремниевого слитка, помещенного в ва-156

куум или инертаую среду. Слиток размещают в вертикальном положении и нагревают с помощью высокочастотного индуктора. Расплавленная зона удерживается за счет поверхностного натяжения и эффекта левитации в высокочастотном поле. Условия, накладываемые на температурные градиенты в кольцевых и радиальных направлениях, такие же, как и при выращивании кристаллов методом Чохральского.

Более высокая степень очистки кристаллов, выращенных методом зонной плавки, обусловлена отсутствием загрязнений, связанных с тиглем; в частности, содержание кислорода может быть снижено в 20-100 раз. По сравнению с кристаллами, выращенными методом Чохральского, наблюдается также возрастание времени жизни и подвижности носителей заряда.

Однако для кристаллов, выращенных таким методом, характерна более высокая плотность дислокаций, обусловленная резкими температурными перепадами и компромиссными рещениями, касающимися температурных профилей при высокочастотном нагреве. Указанные различия между кристаллами, выращенными двумя методами, необходимо учитывать при рассмотрении радиационной стойкости солнечных элементов (4.5.1).

Исходным материалом для зонной плавки является поликристаллический слиток. Оба его конца и конец монокристаллической затравки с желаемой кристаллографической ориентировкой локально нагревают и затем соединяют способом, напоминающим выращивание кристалла методом Чохральского. Зону нагрева (она, как правило, равна 2 см) обычно перемещают вертикально вверх. Конусообразный переход от маленького затравочного кристалла к кристаллу большого диаметра создают за счет разности в скоростях движения верхнего зажима, удерживающего поликристаллический слиток, и нижнего, удерживающего затравку. Обычно выращивают кристаллы от 50 до 100 см и диаметром до 7,5 см, однако получены кристаллы диаметром и до 10 см. Скорость выращивания кристаллов зонной плавкой немного превьпиает скорость выращивания кристаллов по методу Чохральского. Сравнительный анализ обоих методов вьшолнен Матлоком [Matlock, 1979].

4.2.5. Другие методы выращивания

Высокая стоимость операций резки слитков на пластины и их полировки стимулировала развитие методов выращивания кремния непосредственно в виде тонких лент, среди которых EFG-способ получения профилированных кристаллов, способ с пленочной подпиткой при краевом ограничении роста, а также выращивание междендритных лент.-

Первый из них, по-видимому, впервые примененный для выращивания кремния Цижеком [Ciszek, 1972; Ciszek, Schwuttke, 1975] *, в течение ряда лет используется для промышленного выращивания труб из сапфира, лент и материалов цилиндрической формы. Применительно к вы-

* Аналогичен выращиванию лент по способу Степанова, ощ1ако в способе Степанова формообразоватепь не смачивается кремнием.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 [ 50 ] 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91

ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.

Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы.