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德国研究人员确定了多晶硅中的杂质来源

时间：2022-01-21 14:16:07 来源：

在硅晶体的制造过程中，将喷涂涂料施加到石英坩埚上。坩埚和涂层的纯度可能会影响最终的太阳能电池性能。

摘自德国pv杂志。

为什么在生产多晶硅块时会产生金属杂质？

来自弗劳恩霍夫集成系统和器件技术研究所，多晶硅制造商Wacker Chemie和化学公司Alzchem的科学家正在研究政府资助的SYNERGIE研究项目中的问题。在数值模拟模型的帮助下，研究人员发现了杂质及其来源，并洞悉了金属原子在制造过程中渗透晶体的机理。该项目的结果可以直接预测生产中使用的辅助材料（坩埚及其涂层以及硅原料）的纯度在多大程度上影响硅片的电气质量。

为了生产硅晶体，将原材料在石英坩埚中熔化并冷却。在溶液固化期间，形成具有确定的电性能的硅晶体。石英坩埚上涂有高纯度氮化硅粉末基材料，该材料充当隔离层，可防止硅粘附到坩埚上，从而在冷却时导致破裂。

研究人员将坩埚和涂层系统确定为硅晶体中最大的金属杂质来源。在结晶过程中，金属原子被连续引入液态和固态硅中。在硅晶体中，它们会产生缺陷，其程度会严重污染晶体边缘，必须将其清除。

更精确地识别硅晶体中存在哪些金属，它们的浓度和来源；弗劳恩霍夫工业技术与系统研究所（IISB）的科学家开发了一种测试技术，该技术涉及将硅立方放置在坩埚和涂层材料的基底上，并暴露于温度低于1,412摄氏度的硅中特定的时间。随后的化学分析表明，哪些金属已穿透晶体。

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