太阳能电池用“ 掺镓”硅单晶的研发

: 目前业内普遍采用掺硼硅单晶制作太阳能电池片, 存在光致衰减现象, 难以克服. 本文介绍了作者及所 在单位采用新工艺拉制掺镓硅单晶应用于太阳能电池片的有关技术, 此创新有效解决了光致衰减这一难题, 是太阳 能电池行业今后的一个重要发展方向.     

掺杂金刚石薄膜的缺陷研究

利用多普勒增宽谱和电子顺磁共振研究了掺硼和掺硫金刚石薄膜的缺陷状态.多普勒增宽谱的结果表明，不同杂质元素掺杂的金刚石薄膜，其中使正电子湮没的缺陷种类是相同的；正电子与不同杂质元素硼、硫之间的相互作用不明显；少量硼可使金刚石膜中的空位浓度减少.EPR结果表明，各掺杂样品的顺磁信号主要来自于金刚石的碳悬键. 关键词： 金刚石 掺杂 多普勒增宽谱 电子顺磁共振     

高温快速退火对重掺锑硅单晶中流动图形缺陷的影响

对大直径重掺锑硅单晶中流动图形缺陷（FPDs）进行了研究.利用高温快速退火工艺（RTA） ，将重掺锑硅片在N₂，Ar，H₂三种不同气氛下进行热处理，对退 火前后FPDs的密度变化进行了研究，分析了重掺锑硅单晶中FPDs在不同高温RTA过程中的热 稳定性.并从重掺杂原子锑与间隙氧之间的关系，分析了重掺锑硅片中FPDs在高温快速退火 工艺下的消除机制，认为重掺锑硅单晶中大量的锑原子，影响了硅片中间隙氧的浓度分布， 进而影响了原生微缺陷的形成及热行为. 关键词： 重掺锑硅单晶 快速退火（RTA） 流动图形缺陷（FPDs） 空洞缺陷     

掺铜及掺铝多孔硅的光致发光及其发光机理

分别将特定杂质铜和铝引入多孔硅后，观察到了杂质铜和铝所引起的附加发光带：对于没有掺铜的多孔硅，其光致发光谱只有一个发光带；而掺过铜的多孔硅，其光致发光谱出现两个发光带，其中能量较低的发光带随主发光带而变化。在掺铝多孔硅的光致发光谱中，则出现4个与铝杂质能级有关发光带。我们认为上述与杂质有关的发光带是由截流子在杂质深能级上复合所致。     

镱铒共掺Al2O3薄膜光致发光特性优化

用中频磁控溅射方法在SiO2/Si基底上制备了五组固定掺铒浓度不同镱铒浓度比率的镱铒共掺Al2O3薄膜样品.室温下测量了薄膜在1.430 μm~1.630 μm波段范围内光致发光光谱.研究发现,镱的掺入有效地提高了三价铒离子的光致发光强度,最优的镱铒掺杂为：掺铒0.33 mol%,Yb3+∶Er3+=10∶1,比相同掺铒浓度单掺铒样品光致发光峰值强度增强40倍;确定的掺铒浓度,有着固定的最佳镱铒浓度比率,主要是镱铒离子间的正向和反向能量传递相互作用的结果,但最佳镱铒浓度比率随着掺铒浓度的增加呈现下降趋势;单掺铒薄膜的光致发光峰值强度随掺铒浓度呈现近Gauss形状变化,而最佳镱铒共掺样品的光致发光峰值强度随掺铒浓度呈现了倒Gauss形状变化.     

硅中稀土掺杂层的光致发光研究及其关键问题

利用离子注入技术,对稀土掺杂到半导体单晶硅中的光致发光行为进行了研究。室温下得到了La,Ce和Nd稀土掺杂层的蓝紫色光致发光光谱,并首次观测到硅中稀土掺杂层室温下的光致上转换发光现象。光致发光强度随着稀土掺杂量的增加和热处理温度的上升急剧增强。在紫外光激发下,发光强度随着激发光波长的减小而增大;在光致上转换过程中,发光强度随着激发波长的增加而上升。这表明光致发光强度与稀土元素的掺杂量、掺杂层的结构与热处理温度有密切的关系。文章对在室温下这些稀土掺杂层的光致发光行为进行了分析,并提出了硅中稀土掺杂层光致发光行为研究今后需要重点解决的几个主要问题。     

点缺陷对硼掺杂直拉硅单晶p/p~+外延片中铜沉淀的影响

系统研究了点缺陷对晶体硅中氧沉淀生成的影响,及点缺陷和氧沉淀对重掺硼直拉硅单晶p/p⁺外延片中铜沉淀的影响.样品先在不同的气氛下进行1250℃/60 s快速热处理,随后在750℃/8 h+1050℃/16 h常规热处理过程中引入铜沾污.通过腐蚀结合光学显微镜研究发现,以O₂作为保护气氛时,p⁺衬底中的沉淀密度较小,以Ar和N₂作为保护气氛时,重掺硼p⁺衬底中生成了高密度的沉淀,且在上述所有样品的外延层中均无缺陷生成.研究认为,以O₂作为保护气时引入的自间隙硅原子（Si_I）可以抑制沉淀的形成,而以Ar和N₂作为保护气氛时引入的空位则会促进沉淀的生成,这是导致此差异的主要原因.另外,研究还发现,p/p⁺外延结构能很好地吸除硅片中的铜杂质,从而保持了外延层的洁净.     

HVPE外延GaN膜中黄带的光致发光激发谱研究

测量了氢化物气相外延方法生长的非特意掺杂和掺碳GaN外延膜的光致发光谱，并在光致发光谱峰位2．25eV(550nm)附近分别测量了光致发光激发谱，对两者进行了比较．从光致发光谱中发现掺碳使黄带明显增强，从光致发光激发谱中看到了掺碳引起的约3．38～2．67eV(367～465nn)范围内的特征激发带．利用CC曲线模型说明了特征激发带和黄带之间的关系，分析了黄带的可能起因．     

In掺杂ZnO薄膜的制备及其特性研究

采用射频反应溅射技术在硅(100)衬底上制备了未掺杂和掺In的ZnO薄膜。掠角X射线衍射测试表明,实验中制备的掺In样品为ZnO薄膜。用X射线衍射仪、原子力显微镜和荧光分光光度计分别对两样品的结构、表面形貌和光致发光特性进行了表征,分析了In掺杂对ZnO薄膜的结构和发光特性的影响。与未掺杂ZnO薄膜相比,掺In ZnO薄膜具有高度的C轴择优取向,同时样品的晶格失配较小,与标准ZnO粉末样品之间的晶格失配仅为0．16％;掺In ZnO薄膜表面平滑,表面最大不平整度为7nm。在掺In样品的光致发光谱中观察到了波长位于415nm和433nm处强的蓝紫光双峰,对掺In样品的蓝紫双峰的发光机理进行了讨论,并推测出该蓝紫双峰来源于In替位杂质和Zn填隙杂质缺陷。     

氧、硼、磷掺杂对氢化非晶硅中铒1.54μm发光的作用

利用等离子体增强化学气相淀积(PECVD)技术生长氧、硼、磷掺杂的氢化非晶硅薄膜.在室温下注入铒离子后研究三种掺杂元素对铒离子发光的作用.室温下观察到很强的光致发光现象.氧的引入并且和铒离子形成发光中心,提高了铒离子的发光强度.退火实验表明氧、硼、磷的掺杂补偿了材料中的缺陷,提高了氢的逃逸温度,改善材料的热稳定性,使材料的退火温度因掺杂元素的加入而提高,铒的发光得到增强.讨论了铒离子的发光机制.     

磁控溅射淀积掺Er富Si氧化硅膜中Er~(3 ) 1.54μm光致发光

用磁控溅射淀积不同富Si程度的掺Er富Si氧化硅薄膜 .室温下测量其光致发光谱 ,观察到各谱中都含有 1.5 4和 1.38μm两个发光峰 ,其中 1.5 4和 1.38μm的光致发光峰分别来自Er3 和氧化硅中某种缺陷 .系统研究了Er3 1.5 4μm光致发光峰强度对富Si程度及退火温度的依赖关系 .还发现 1.5 4μm发光峰强度与 1.38μm发光峰强度相互关联 ,对此进行了讨论     

电注入退火对多晶硅PERC太阳电池性能的影响

对掺镓和掺硼的二种多晶硅钝化发射极和背面电池进行了电注入退火研究,分别用Halm电学性能测试仪和量子效率测试仪分析了它们在不同条件处理后的电学性能和外量子效率变化.结果表明,以8.0A的注入电流在260℃的温度下处理2h,有利于促进电池由衰减态向再生态转变,电注入退火后电池的转换效率增加了0.83%,在光照5h后比初始值仅衰减了0.61%.电注入退火能有效降低多晶硅钝化发射极和背面电池的光致衰减效应,掺镓多晶硅钝化发射极和背面电池具有更低的光致衰减效应,相比掺硼多晶硅钝化发射极和背面电池光致衰减值降低了约50%.     

硅中磷、硼浓度的测量方法

在电子工业中,硅是重要的半导体材料,而磷、硼分别是它的施主杂质和受主杂质,因此,研究磷、硼等元素在硅片中的浓度分布,是电子工业生产中感兴趣的问题.本文介绍一种用带电粒子核反应分析这些元素的方法.这种分析方法对轻元素有较高的灵敏度,可测量杂质元素的浓度分布,并且有较高的深度分辨本领.此外,用核反应方法分析微量元素时,还不受被分析元素的物理或化学状态的影响,同时具有非破坏性、快速、直观等特点,所以在固体物理、冶金学、电化学和材料科学等方面得到了广泛的应用. 一、分析原理 我们知道,具有一定能量的带电粒子,如p,d,t,a等与…     

非故意掺杂4H-SiC外延材料本征缺陷的热稳定性

采用电子顺磁共振（ESR）和低温光致发光（PL）技术,研究了退火温度对低压化学气相沉积法（LPCVD）制备的非故意掺杂 4H-SiC材料中本征缺陷稳定性的影响.结果发现,当退火时间为10 min和30 min时,本征缺陷浓度均随着退火温度的升高而增大,当退火温度达到1573 K时材料中本征缺陷浓度达到最大,继续升高退火温度将使材料中本征缺陷浓度迅速降低.退火温度对材料中本征缺陷的影响主要是由于退火中本征缺陷的稳定化过程及本征缺陷之间发生强烈的相互作用引起的. 关键词： 高温退火 本征缺陷 电子顺磁共振谱 光致发光     

掺Yb硼硅酸盐玻璃的光学特性及其双光子合作上转换荧光

采用高温固相反应方法制备了不同掺Yb浓度的硼硅酸盐玻璃．通过室温吸收光谱、光致荧光光谱及Raman光谱的测量，系统地研究了掺Yb激光玻璃近红外的光致荧光特性．给出了硼硅酸盐玻璃中的Yb^3＋的吸收和发射截面，计算了Yb^3＋-^2F5/2能级的自发辐射寿命，并对Yb离子对的团簇上转换荧光进行了测量和分析，给出了Yb离子团簇上转换荧光光子能量与红外荧光光子能量以及声子振动能量的关系．     

磁控溅射淀积掺Er富Si氧化硅膜中Er3+ 1.54μm光致发光

用磁控溅射淀积不同富Si程度的掺Er富Si氧化硅薄膜.室温下测量其光致发光谱,观察到各谱中都含有1.54和1.38μm两个发光峰,其中1.54和1.38μm的光致发光峰分别来自Er³⁺和氧化硅中某种缺陷.系统研究了Er³⁺1.54μm光致发光峰强度对富Si程度及退火温度的依赖关系.还发现1.54μm发光峰强度与1.38μm发光峰强度相互关联,对此进行了讨论 关键词： Er 富Si氧化硅 光致发光 纳米硅     

Fe掺杂对CdS光学特性的影响

采用低压金属有机化学气相沉积技术,在固定源流量的条件下,通过调节衬底温度(270~360℃)生长了不同Fe掺杂浓度的CdS薄膜。光谱测量表明低铁掺杂对CdS晶格振动的影响较小,但对光致发光性质影响较为明显。样品的光致发光谱包括两部分:2.5eV附近带-带跃迁的发光以及2.0~2.4eV之间与缺陷相关的发光。随着铁含量的增加,带-带跃迁逐渐被抑制,发光光谱被缺陷相关的发光主导,同时薄膜的电导也由n型转为p型,说明Fe离子掺入在薄膜引入了受主杂质。通过不同激发密度下的光致发光光谱测量,我们将2.0~2.4eV的发光归结为铁受主相关的D-A对发射,并根据掺杂浓度和发光峰位置估算了Fe受主的能级位置。     

Er/Yb共掺硅酸盐玻璃的光致发光

采用固相反应方法，制备了Er³⁺离子浓度为0.5 at.%，Yb掺杂浓度范围为0.0— 6.0 at.%的Er/Yb共掺激光玻璃，并对激光玻璃的吸收光谱和光致荧光光谱进行了分析.研究 结果显示，Yb³⁺掺杂对Er³⁺在980 nm附近的吸收起到了非常显著的 增强作用.在 980 nm的激光抽运下，激光玻璃在1530 nm处的光致发光强度随着Yb离子浓度 的增加而先增大后减小， 当Yb³⁺离子浓度为Er³⁺离子浓度6倍时光 致发光强度达到最大值.同时还发现了Yb³⁺对Er³⁺的光致荧光光谱 的展宽作用，并讨论了荧光光谱的展宽机理. 关键词： Er/Yb共掺玻璃 光致发光 吸收光谱     

掺杂对多层Ge/Si(001)量子点光致发光的影响

利用超高真空化学气相沉积设备, 在Si (001) 衬底上外延生长了多个四层Ge/Si量子点样品. 通过原位掺杂的方法, 对不同样品中的Ge/Si量子点分别进行了未掺杂、磷掺杂和硼掺杂. 相比未掺杂的样品, 磷掺杂不影响Ge/Si量子点的表面形貌, 但可以有效增强其室温光致发光; 而硼掺杂会增强Ge/Si量子点的合并, 降低小尺寸Ge/Si量子点的密度, 但其光致发光会减弱. 磷掺杂增强Ge/Si量子点光致发光的原因是, 磷掺杂为Ge/Si量子点提供了更多参与辐射复合的电子. 关键词： Ge/Si量子点 磷掺杂 光致发光     

氦泡铝的层裂特性实验研究

含氦泡材料的动态断裂性能是多个研究领域关注的重点。采用平板冲击实验技术,对含有氦泡、硼等杂质的铝材料进行了层裂实验研究,由双光源混频系统分别测量了纯铝、掺硼铝以及两种氦浓度的含氦泡铝样品的自由面速度,对比分析了不同杂质影响下铝材料的层裂强度及其差异。实验显示:纯铝的层裂强度为1.28 GPa,引入硼杂质使铝的层裂强度显著降低,降低幅度接近50%;中子辐照掺硼铝引入氦泡后,对铝的层裂性能没有造成进一步影响,说明采用中子辐照掺硼铝方法制备含氦泡铝时,氦泡效应不显著,即氦泡对材料的动态断裂性能影响有限。此外,根据实验测量结果,简要讨论了硼和氦泡等对铝的Hugoniot弹性极限的影响。