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本文采用半导体电子陶瓷工艺,在不同的烧结温度下制备了含不同杂质的硅基半导体材料,并用正电子湮没寿命谱和符合正电子湮没多普勒展宽谱对其微观缺陷进行了研究。用正电子寿命谱仪研究了P型硅基半导体和N型硅基半导体的微观缺陷和电子密度;测量了硅基太阳能电池退火(200℃,2小时)前后的光电特性和正电子寿命谱。通过实验得到如下结论:
(1)对含100ppm的B的Si基半导体样品,随着烧结温度的升高,其多谱勒商谱降低,正电子寿命增长,缺陷开空间和浓度升高。
(2)石墨的多谱勒商谱谱峰最高,SiO2的谱峰次之,B的谱峰最低。B,C(graphite)和SiO2(single crystal)多谱勒商谱的峰位分别在9.53x10-3,9.86x10-3和l0.52xl0-3moc,即随着B,C和O原子序数的增加,与正电子湮没的电子动量增加。
(3)含20%的C和含100ppm的B的SBC11硅基半导体样品的商谱的谱峰最高;含100ppm的B的SBC21样品的谱峰次之;含lppm的B的SBC31样品的谱峰最低。
(4)对P型半导体,随着掺B浓度的增加,空穴浓度增加,电子密度减小,导致半导体的电阻率减小,正电子寿命增大。
(5)对N型半导体,随着掺P浓度的增加,电子密度增加,导致半导体的电阻率减小,正电子寿命减小。
(6)经200℃、2小时热处理后的太阳能电池的开路电压UoC,短路电流IsC较处理前有明显的增加,并且太阳能电池的转换效率比热处理前增加了两个百分点(处理前η=7.425%,热处理后n=9.606%)。
(7)经200℃、2小时热处理后的太阳能电池的N型半导体正电子寿命比热处理前减少了。