光伏硅晶體材料的制備、表征及應用技術（賈鐵昆）

第一部分直拉單晶硅
第1章結晶理論2
1.1熱場與單晶生長2
1.1.1晶體生長系統(tǒng)中的能量關系2
1.1.2熱場對單晶生長的影響2
1.2晶核的形成和晶體的長大6
1.2.1晶核的形成6
1.2.2晶體的長大9
1.3生長界面結構模型11
1.4分凝效應12
習題14

第2章區(qū)熔單晶硅的制備15
2.1區(qū)熔法簡介15
2.2區(qū)熔單晶硅的生長過程17
2.3區(qū)熔單晶硅的摻雜17
習題20

第3章直拉單晶硅的制備21
3.1直拉單晶硅的原輔料及主要設備21
3.1.1原輔料21
3.1.2直拉單晶爐28
3.1.3自動硅料清洗機35
3.2直拉單晶硅的生長技術36
3.2.1原輔料的準備36
3.2.2直拉單晶硅的工藝過程39
3.2.3拉速、溫度曲線及堝升速度的計算49
3.2.4異常情況及處理方法51
3.3其他直拉技術53
3.3.1磁控直拉技術53
3.3.2連續(xù)直拉生長技術54
3.3.3液體覆蓋直拉技術54
3.4直拉單晶硅的摻雜55
3.4.1雜質(zhì)分布規(guī)律55
3.4.2摻雜量計算55
習題60

第二部分鑄造多晶硅
第4章多晶硅鑄錠基礎理論63
4.1定向凝固生長原理63
4.1.1成分過冷理論63
4.1.2界面穩(wěn)定性動力學理論(MS理論)65
4.2多晶硅的定向凝固68
4.2.1平面凝固技術68
4.2.2凝固界面形態(tài)70
4.2.3晶粒尺寸的控制71
習題72

第5章多晶硅鑄錠73
5.1多晶硅鑄錠技術簡介73
5.2鑄錠的主要原輔料及設備76
5.2.1原輔料76
5.2.2鑄錠主要設備76
5.3多晶硅鑄錠工藝79
5.3.1坩堝噴涂80
5.3.2裝料82
5.3.3長晶過程83
5.3.4鑄錠出爐84
習題84

第6章鑄造多晶硅中的雜質(zhì)85
6.1鑄造多晶硅中的氧85
6.1.1氧雜質(zhì)的來源和濃度分布85
6.1.2多晶硅中氧的存在狀態(tài)86
6.2鑄造多晶硅中的碳、氮和氫87
6.2.1鑄造多晶硅中的碳87
6.2.2鑄造多晶硅中的氮88
6.2.3鑄造多晶硅中的氫89
6.3鑄造多晶硅中的金屬雜質(zhì)和吸雜90
6.3.1鑄造多晶硅中的金屬雜質(zhì)90
6.3.2金屬雜質(zhì)的控制92
6.4鑄造多晶硅中的缺陷94
6.4.1鑄造多晶硅的晶界94
6.4.2鑄造多晶硅中的位錯95
習題96

第三部分硅片加工
第7章硅片加工原輔料和主要設備98
7.1原輔料98
7.1.1傳統(tǒng)砂漿線切割用原輔料98
7.1.2金剛線100
7.1.3清洗用化學試劑103
7.1.4其他原輔料106
7.2切片主要設備108
7.2.1滾磨、開方設備108
7.2.2清洗設備114
7.2.3切片設備115
習題116

第8章硅片加工工藝117
8.1單晶硅片切片工藝117
8.1.1切斷117
8.1.2滾磨、開方118
8.1.3切片123
8.1.4硅片脫膠、清洗127
8.1.5檢驗、分選和包裝138
8.2多晶硅片切片工藝146
8.3硅片切割質(zhì)量影響因素149
8.4新型切割技術151
習題152

第九章硅材料的表征153
9.1硅錠的表征153
9.1.1紅外探傷153
9.1.2少子壽命測試154
9.1.3P/N型測試155
9.1.4電阻率測試157
9.2硅片的表征160
9.2.1單晶切片工序相關硅片參數(shù)160
9.2.2硅片參數(shù)檢驗162
9.3硅片自動分選機165
習題169

第四部分硅片的光伏應用——太陽能電池
第10章太陽能光電物理基礎171
10.1半導體物理基礎171
10.1.1能帶結構171
10.1.2半導體的光吸收和光復合174
10.1.3載流子的傳輸179
10.2太陽能電池基本原理181
10.2.1P-N結181
10.2.2光生伏特效應185
10.2.3太陽能電池的特性參數(shù)188
習題192

第11章太陽能電池的制備193
11.1太陽能電池制備工藝193
11.1.1硅片檢測194
11.1.2表面制絨194
11.1.3擴散制結204
11.1.4刻蝕和去磷硅玻璃215
11.1.5鍍減反射膜219
11.1.6金屬電極制備220
11.2太陽能電池的測試和分選221
11.2.1分選機自動分選221
11.2.2外觀分選224
11.2.3硅片常見不良227
11.3新型高效電池技術229
11.3.1P-PERC和N-PERT電池229
11.3.2HIT電池231
11.3.3TopCon電池231
11.3.4IBC電池232
習題234

參考文獻236