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摘要
? ? ? 我們介紹了磷擴(kuò)散前表面污染對(duì)太陽(yáng)能電池和壽命樣品的影響。用夾層刻蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)測(cè)量了氫氧化鉀、異丙醇織構(gòu)直拉硅片的金屬表面污染。紋理化后直接發(fā)現(xiàn)高表面污染，尤其是銅，這是由于金屬在稀釋的非氧化性堿性溶液中的溶解度低。通過應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的清洗程序，如鹽酸、氫氟酸浸泡程序和piranha蝕刻，達(dá)到了不同的污染水平。測(cè)試的發(fā)射極輪廓范圍從45ω/sq的重?cái)U(kuò)散到120ω/sq的淺擴(kuò)散。發(fā)現(xiàn)明顯影響壽命和太陽(yáng)能電池性能(Voc)的閾值遠(yuǎn)高于預(yù)期。
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介紹
? ? ? 金屬表面污染在半導(dǎo)體加工中起著重要作用。然而，在太陽(yáng)能電池加工的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)高溫工藝(如擴(kuò)散和表面鈍化)之前，沒有關(guān)于硅表面表面污染閾值的研究。為了找到太陽(yáng)能電池性能的極限濃度，研究了表面金屬污染對(duì)擴(kuò)散過程的影響。
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實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
? ? ? 為了改變污染水平，使用不同的清洗程序清洗氫氧化鉀、異丙醇紋理的Cz晶片。紋理化后立即獲得高表面濃度。使用鹽酸、氫氟酸浸泡和piranha清洗來降低這些濃度。使用夾層蝕刻電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)測(cè)量不同組的表面濃度。進(jìn)行了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)(圖。2 (a)和(b))。在第一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量了不同清洗程序?qū)?duì)稱實(shí)時(shí)樣品和標(biāo)準(zhǔn)絲網(wǎng)印刷太陽(yáng)能電池的影響。
? ? ? 在實(shí)驗(yàn)2中，比較了高金屬表面濃度對(duì)四種不同擴(kuò)散分布的影響。
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結(jié)果
? ? ? 在氫氧化鉀/異丙醇紋理化后立即測(cè)量高金屬表面濃度(圖。3). 高濃度歸因于大多數(shù)金屬在稀釋氫氧化鉀中的低溶解度。
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圖3.在實(shí)驗(yàn)1 (a)和實(shí)驗(yàn)2 (b)中測(cè)量的不同清潔程序之后的金屬表面濃度
? ? ? 兩個(gè)實(shí)驗(yàn)之間初始金屬表面濃度差異的原因很可能是使用了來自不同供應(yīng)商的材料。假設(shè)在鋸線之后使用了不同種類的鋸線或不同的清潔工藝。當(dāng)比較piranha清洗后兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的濃度時(shí)，顯而易見的是，隨著時(shí)間的推移，我們研究所實(shí)施的piranha清洗的效果會(huì)有所不同。
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圖7.去除PSG后，用鹽酸、氫氟酸清洗(a)和piranha清洗(b)所有組的隱含Voc
結(jié)論
? ? ? 在堿性紋理化之后，檢測(cè)到非常高的金屬表面濃度(尤其是銅)。為了降低這些濃度，清洗是必要的。所研究的兩種清潔程序——鹽酸、氫氟酸程序和piranha清潔程序——都非常適合作為擴(kuò)散前清潔，以達(dá)到良好的效果。然而，對(duì)細(xì)胞和實(shí)時(shí)樣本的可測(cè)量影響的閾值比預(yù)期的要高得多，這表明可以減少清潔工作以最小化擁有成本。為了證明磷擴(kuò)散對(duì)表面污染的魯棒性。8個(gè)圖暗示了對(duì)稱實(shí)時(shí)樣品對(duì)銅表面濃度的Voc，這是在兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中測(cè)量的，加上之前實(shí)驗(yàn)的一些數(shù)據(jù)點(diǎn)(注意沒有考慮其他元素)。
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