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摘要

? ? ? 我們介紹了磷擴散前表面污染對太陽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譜技術測量了氫氧化鉀、異丙醇織構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。通過應用標準的清洗程序，如鹽酸、氫氟酸浸泡程序和piranha蝕刻，達到了不同的污染水平。測試的發(fā)射極輪廓范圍從45ω/sq的重擴散到120ω/sq的淺擴散。發(fā)現(xiàn)明顯影響壽命和太陽能電池性能(Voc)的閾值遠高于預期。

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介紹

? ? ? 金屬表面污染在半導體加工中起著重要作用。然而，在太陽能電池加工的標準工業(yè)高溫工藝(如擴散和表面鈍化)之前，沒有關于硅表面表面污染閾值的研究。為了找到太陽能電池性能的極限濃度，研究了表面金屬污染對擴散過程的影響。

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實驗設計

? ? ? 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譜技術測量不同組的表面濃度。進行了兩個實驗(圖。2 (a)和(b))。在第一個實驗中，測量了不同清洗程序對對稱實時樣品和標準絲網(wǎng)印刷太陽能電池的影響。

? ? ? 在實驗2中，比較了高金屬表面濃度對四種不同擴散分布的影響。

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結果

? ? ? 在氫氧化鉀/異丙醇紋理化后立即測量高金屬表面濃度(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.在實驗1 (a)和實驗2 (b)中測量的不同清潔程序之后的金屬表面濃度

? ? ? 兩個實驗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商的材料。假設在鋸線之后使用了不同種類的鋸線或不同的清潔工藝。當比較piranha清洗后兩個實驗的濃度時，顯而易見的是，隨著時間的推移，我們研究所實施的piranha清洗的效果會有所不同。

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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

結論

? ? ? 在堿性紋理化之后，檢測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——都非常適合作為擴散前清潔，以達到良好的效果。然而，對細胞和實時樣本的可測量影響的閾值比預期的要高得多，這表明可以減少清潔工作以最小化擁有成本。為了證明磷擴散對表面污染的魯棒性。8個圖暗示了對稱實時樣品對銅表面濃度的Voc，這是在兩個實驗中測量的，加上之前實驗的一些數(shù)據(jù)點(注意沒有考慮其他元素)。

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