AIP会议录 [美国物理联合会出版社第15届聚光光伏系统国际会议（CPV-15）- 摩洛哥非斯（2019年3月25-27日）] 第15届聚光光伏系统国际会议（CPV-15）- 基于电晕充电Al2O3的体寿命研究用低温硅表面钝化技术

摘要： 对晶体硅晶圆进行体寿命研究（例如研究光致降解与再生行为）时，需要采用不改变硅体特性的低温表面钝化方案（如避免氢化处理）。氧化铝（Al2O3）能提供优异稳定的表面钝化效果，但为实现最佳钝化通常需约400°C的退火步骤——该温度被发现会改变部分硅材料的体特性。因此本文研究了采用低热预算Al2O3层进行硅表面钝化的可能性。我们证明通过原子层沉积的Al2O3，在不超过250°C条件下可实现优异的硅表面钝化，实测有效表面复合速度Seff低至1.3 cm/s。通过结合250°C的沉积后退火步骤与Al2O3表面负电晕电荷沉积，我们实现了这种卓越的低温钝化效果。对于仅退火至220°C的样品，在沉积负电晕电荷后仍能获得低至2 cm/s的Seff值。研究表明，经电晕电荷处理的低温Al2O3钝化层在储存218天后，Seff值仅从1.6 cm/s轻微劣化至5 cm/s。即使不进行任何沉积后退火仅施加负电晕电荷，也能获得稳定的15 cm/s Seff值。作为电晕充电的替代方案，短时强紫外光（λ=395 nm）照射也能显著提升低温退火Al2O3钝化硅样品的表面钝化质量，但该方法的Seff最佳值限于6.6 cm/s——这对体寿命研究仍具实用价值。