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高质量硅片表面聚苯乙烯磺酸薄膜钝化技术

发布时间:2017-03-23 发布人:吴绚

高能量转换效率晶体硅电池的核心是表面/界面钝化技术,例如基于氧化铝钝化技术的PERC电池,基于非晶硅钝化的HIT电池,以及基于氧化硅钝化的TopCon电池等。但传统钝化技术通常需要高真空或者高温条件,甚至需要危险气源来实现,不符合低成本和环境友好的技术发展路线。具有巨大低成本潜力的有机钝化技术已被提出多年,但一直以来未见明显突破。近来,我们课题组开发了聚苯乙烯磺酸(PSS)薄膜材料,发现其具有非常好的钝化效果,在双面PSS钝化的高阻硅片上获得了28.6 ms的少子寿命,这个结果与Kerr等发现的氧化硅钝化的世界纪录29 ms接近。我们对这一高质量钝化效果的物理机制进行了深入研究,发现钝化的本源来自PSS/Si界面处发生的氧化还原过程,当界面失电子时,PSS聚合物大量的分子吸附到Si的悬挂键上,实现了硅片表面的钝化。根据这一机制,该技术可以应用于太阳电池、存储器和传感器等多种不同的半导体器件中。

(Jianhui Chen, Yanjiao Shen, Jianxin Guo, Bingbing Chen, Jiandong Fan, Feng Li, Haixu Liu, Ying Xu and Yaohua Mai*, Appl. Phys. Lett. 110, 083904 (2017); doi: 10.1063/1.4976949)