[发明专利]镓、氢、氮掺杂单晶硅及其制备方法、太阳能电池

说明书

本申请涉及光伏领域，本申请提供镓、氢、氮掺杂单晶硅及其制备方法、太阳能电池，所述镓、氢、氮掺杂单晶硅中的氢掺杂浓度为1×10⁵~1×10¹⁶atoms/cm³，镓掺杂浓度为1×10¹⁵~5×10¹⁷atoms/cm³，氮掺杂浓度为1×10¹²~1×10¹⁶atoms/cm³；所述镓、氢、氮掺杂单晶硅的电阻率为0.1~10Ω·cm。本申请的镓、氢、氮掺杂单晶硅及其制备方法、太阳能电池，可以有效提升单晶硅中的少子寿命，有利于提升电池钝化效果，提升硅片机械强度，提高太阳能电池的转换效率。

技术领域

本申请涉及光伏电池技术领域，具体地讲，涉及镓、氢、氮掺杂单晶硅及其制备方法、太阳能电池。

背景技术

目前，作为太阳能光电利用中发展最快的领域之一，晶体硅电池的技术发展颇受瞩目，提高太阳能电池的转换效率是目前亟需解决的问题。在现有的单晶硅生产过程中，直拉单晶硅容易出现中点缺陷、位错缺陷及金属缺陷等，这些缺陷的存在容易降低单晶硅的少子寿命，降低太阳能电池的转换效率。

发明内容

鉴于此，本申请提出镓、氢、氮掺杂单晶硅及其制备方法、太阳能电池，可以有效提升单晶硅中的少子寿命，有利于提升电池钝化效果，提升硅片机械强度，提高太阳能电池的转换效率。

本申请提供一种镓、氢、氮掺杂单晶硅，所述镓、氢、氮掺杂单晶硅中的氢掺杂浓度为1×10⁵~1×10¹⁶atoms/cm³，镓掺杂浓度为1×10¹⁵~5×10¹⁷atoms/cm³，氮掺杂浓度为1×10¹²~1×10¹⁶atoms/cm³；所述镓、氢、氮掺杂单晶硅的电阻率为0.1~10Ω·cm。

本申请提供一种上述的镓、氢、氮掺杂单晶硅的制备方法，包括以下步骤：

将多晶硅原料以及镓掺杂剂放入石英坩埚中；

将所述石英坩埚置于单晶炉抽真空，并在惰性气体保护下熔化多晶硅原料，得到硅熔体；

当所述硅熔体温度稳定后，往所述单晶炉内加入氢源及氮源，将晶种浸入所述硅熔体中开始引晶；

引晶结束后，开始放肩，使得晶体的直径逐步增大至预设宽度，再进行等径生长；

等径生长完成后，进入收尾阶段，使得所述晶体的直径逐步缩小直至与所述硅熔体分离；

生长完成的所述晶体冷却至室温后取出，所述晶体为镓、氢、氮掺杂单晶硅。

在一种可行的实施方式中，所述氢源为含氢气体，所述氮源为含氮气体，所述往所述单晶炉内加入氢源及氮源的具体步骤包括：

将所述含氢气体、所述含氮气体与所述惰性气体混合形成混合气体，并将所述混合气体通入所述单晶炉内。

在一种可行的实施方式中，所述含氢气体在所述混合气体中的体积占比为0.1%~2%，所述含氮气体在所述混合气体中的体积占比为1%~20%。

在一种可行的实施方式中，所述含氢气体包括氢气、硅烷、氨气中的至少一种；和/或，所述含氮气体包括氮气、氨气中的至少一种。

在一种可行的实施方式中，所述氢源为富含氢的多晶硅原料，所述氮源为含氮气体，所述往所述单晶炉内加入氢源及氮源的具体步骤包括：

将所述富含氢的多晶硅原料加入所述硅熔体中，将所述含氮气体与所述惰性气体混合形成混合气体并通入所述单晶炉内。