室溫輻照吸雜研究和套用於提高矽太陽電池效率的探索

《室溫輻照吸雜研究和套用於提高矽太陽電池效率的探索》是依託北京大學，由秦國剛擔任負責人的重大研究計畫。

基本介紹

• 中文名：室溫輻照吸雜研究和套用於提高矽太陽電池效率的探索
• 項目負責人：秦國剛
• 依託單位：北京大學
• 項目類別：重大研究計畫

項目摘要

過渡金屬雜質對太陽電池的性能有多方面危害。已有對過渡金屬雜質的吸雜都在高溫進行。我們在太陽電池研究中從發現反常的新現象開始到系統研究，提出兩項專利和兩篇論文，都涉及矽中過渡金屬的室溫輻照吸雜。我們以多種實驗證明：在具有表面吸雜缺陷區的前提下，很低劑量（如50Gy）60Co伽瑪射線或3-5 MeV電子輻照激勵下，離子注入Si中Au的分布在室溫下移向表面吸雜缺陷區。本申請擬研究：闡明我們發現的Si中Au室溫輻照吸雜的機制；除Au外，Si中還有什麼雜質也有類似的室溫輻照吸雜效應？吸雜缺陷區、伽瑪射線和電子輻照各起什麼作用？如何最佳化吸雜缺陷區和輻照參數，使之充分發揮室溫吸雜作用？探索將最佳化的吸雜缺陷區與很低劑量伽瑪射線或高能電子輻照相結合，在室溫下將矽太陽電池有源區中Au等過渡金屬雜質驅趕到吸雜缺陷區，從而實現很低成本下提升矽太陽電池的效率（很低劑量輻照和引入缺陷區的成本都很低）。

結題摘要

我們團隊於2013年發現：在電漿處理導致表面缺陷區的基礎上，低劑量60Co伽瑪射線的激勵能在室溫下將Si中Au原子部分地提取到Si表面。在此基礎上，本項目的研究中有如下進展：一，與60Co伽瑪射線相比，5MeV電子輻照對Si中Au原子有明顯更強的吸雜效應。二，對於重要化合物半導體GaAs中重要雜質Cr的研究證明，電漿處理GaAs表面加上60Co伽瑪射線輻照能在室溫下將GaAs體內部分的Cr提取到GaAs表面。三，對於重要化合物半導體GaN中Pt的研究證明，電漿處理GaN表面, 加上60Co伽瑪射線輻照能在室溫下將GaN體內部分的Pt提取到GaN表面。實驗還證明，與60Co伽瑪射線相比，5MeV電子輻照對GaN中Pt原子有明顯更強的吸雜效應。上述原創性的電漿處理與輻照相結合的室溫吸雜效應與方法對如何降低半導體中有害雜質的濃度有重要意義。在本項目研究的基礎上，我們將進一步研究本吸雜方法在提高太陽電池效率和光電探測器靈敏度方面的套用。