Качество выращиваемых лент и изготовленных из них СЭ

Выращиваемая лента поликристаллическая, обладает ровной и чистой поверхностью и не требует дальнейшей обработки, за исключе­нием удаления тонкого слоя SiC>2 (5-20 нм). Структура материала ха­рактеризуется наличием удлиненных зерен с размерами 1-3 см на рас­стоянии более 5 мм от края ленты. Большие двойниковые зерна 0,1-2 мм шириной и 5-9 мм длиной, расположенные параллельно направлению роста, находятся в центральной части пластины. У краев ленты в пре­делах 5 мм образуется мелкозернистая структура. Таким образом, структурное совершенство выращиваемой ленты неоднородно по ши­рине.

Эффективность СЭ, изготовленных из ESR-Si [8], в модуле площа­дью 1800 см2, достаточно высока — 12,7% (при АМ1). Наилучший ре­зультат по кпд — 13,8%. Сравнение с СЭ на основе СЧ-Si, созданными по той же технологии, показывает, что отношение кпд ESR-Si/СЭ к кпд C4-Si/C3 составляло около 0,93. Основной разброс кпд ESP-Si/СЭ на­ходится в пределах 10-13%.

Достижением D-Web-способа является получение бездислокаци — онных монокристаллических кремниевых лент непосредственно из расплава. При этом нет существенных ограничений на увеличение ши­рины выращиваемых лент (более 70 мм). Небольшая толщина лент об­легчает создаваемые на них СЭ с большим кпд, не уступающим кпд СЧ-СЭ. Данный способ используется, но не слишком широко по ряду причин:

1) относительно низкая производительность (10 см2/мин);

2) невозможность выращивания нескольких лент из одного тигля;

3) большие отходы кремния на рост дендритов (которые, правда, идут затем на расплавление для следующего цикла выращивания);

4) относительно слабая устойчивость к тепловым флуктуациям, требующая большого мастерства от оператора, а следовательно, труд­ность полной автоматизации;

5) вытягивание в вертикальной плоскости, что требует использо­вания не нарушающего процесс отрезного оборудования или очень высоких помещений, или барабана для намотки лент диаметром не ме­нее 3 м;

6) необходимость последующего обрезания краевых дендритов, так как в противном случае исключается возможность автоматизации производства СЭ.

Многие недостатки и трудности у способов D-Web, ESR и ESP одинаковы. У лент, получаемых способом ESR, также отрезаются края и это вызывает практически безвозвратный расход кремния и материа­ла струн.

Основные проблемы способа ESR — термические напряжения, воз­никающие в результате быстрого охлаждения ленты от температуры 1430 °С до комнатной, и изгибание ленты при ширине более 5,6 см. Имеет место также ряд трудностей, связанных с пропусканием струн через дно тигля и с организацией вытягивания вверх (см. разд. 2.4). Ви­димо, из-за этих недостатков способ ESR пока не нашел широкого применения, хотя, конечно, он еще относительно молод (1980-1987 гг.). Решение проблемы термических напряжений может быть найдено при использовании послеростового отжига.