太阳能电池生产问题

Question

为什么制造硅基太阳能时要使用高纯硅?不纯会怎样?
那高纯硅半导体不是还要掺杂B、P形成两种不同的半导体才能组成太阳能电池吗？这个掺杂会对太阳能电池不利吗？

Answer 1

杂质含量对半导体的性质有非常巨大的影响：
本征半导体的电阻率较大（约10-5≤ρ≤107），但是只要掺入百万分之一的硼，硅的电阻率就从2.14*10~3欧m减小到0.004欧m左右。
杂质有很多种，大部分都是有害杂质，会在硅晶体内形成晶格缺陷以及陷阱能级，从而成为少数载流子的复合中心，对于太阳能电池的发电效率不利，影响输出功率。
当然，太阳能电池对于硅材料纯度的要求没有半导体芯片的要求那么高，一般只要在5N即可，成为太阳能级硅。但是更低的硅材料，比如冶金级硅和金属硅，一般在2N~4N，则对太阳能电池的转换效率影响就非常明显了，甚至连制造成本都回收不了，所以很有必要进行提纯处理。

提纯除去的是天然杂质，大多是有害的，即使是磷、硼等元素，虽然是我们所需要的，但是其浓度不在我们的控制范围啊，所以还是先除去，然后按照设计的比例，掺、掺、掺。。。

Answer 2

首先一点，掺杂的定义：为得到一定的载流子浓度而掺入电活性的杂质。
通常P型掺杂掺B，N型掺杂掺P，均为浅能级杂质，这个掺杂只会对太阳能电池有利，少数载流子的复合寿命（少子寿命）是直接影响电池效率的一个因素，少子寿命越小，电池效率越低，这个是在硅片车间就应该严格管控的一个地方，有些原因要追溯到硅棒或硅碇的本身。
所以说对硅材料的要求并不是我们印象当中所谓的高纯硅，它只能是和其它类型电池制造相比而言所用的硅材料的纯度要高一些，达不到纯度的话硅料车间也是不会接受的啊。