BiasMDP 技术搭配MDPmap设备，开启表面钝化检测新方式

BiasMDP 技术搭配MDPmap设备，开启表面钝化检测新方式

在能源产业蓬勃发展的当下，追求更高效率的太阳能电池成为行业核心目标。而这其中，表面钝化技术的优劣起着决定性作用。要深入理解和优化表面钝化，精准测量固定电荷和界面缺陷密度这两个关键参数至关重要。为大家介绍一项行业变革的创新技术——基于微波探测光电导衰减法（MDP）的BiasMDP技术，这一技术在实验测量环节，Freiberg Instruments公司的MDPmap型号设备发挥了重要作用。

在BiasMDP技术出现之前，电容 - 电压法（C(V)）和电晕充电技术是常用的检测手段。但这些方法不仅操作复杂，对样品制备要求高，而且难以实现香蕉污视频下载软件网站率的二维测量。这些传统方法的局限性愈发凸显，开发新的检测技术迫在眉睫。

BiasMDP技术巧妙地在MDP（微波探测光电导率衰减法）技术基础上进行创新。MDP技术原本就能通过微波探测光电导来测定载流子寿命，而BiasMDP在此基础上增加了一个关键步骤——在钝化层顶部电极施加偏置电压。当外部偏置电压恰到好处地补偿固定电荷产生的电场时，载流子寿命会急剧下降。研究人员正是抓住这一特性，通过精确测量此时的载流子寿命，进而计算出固定电荷和界面缺陷密度（如图 1）。这种方法能够实现对150mm晶圆上相关参数的二维精确映射，为研究人员提供了更全面、更细致的材料信息。

图 1. (a) BiasMDP 测量装置示意图，该装置基于施加电压偏置的载流子寿命测量。(b) BiasMDP对具有HfO2/Al2O3钝化层的n型Si进行测量。曲线通过围绕寿命最小值的二次拟合进行评估。

为了充分验证BiasMDP技术的可靠性和实用性，研究团队进行了一系列精心设计的实验。他们选取了三种具有代表性的150mm硅晶圆：第一种晶圆的Al2O3钝化层厚度呈连续梯度变化；第二种晶圆在Al2O3钝化层中局部引入了HfO2界面层；第三种晶圆则存在表面损伤，载流子寿命分布不均匀。

图 2. (a) Al2O3厚度的椭圆偏振图和 (b) 具有不均匀Al2O3厚度的样品#A 在0 V下的寿命图。黑色矩形标记与Si基板的电接触。(c) 根据方程1和2，从BiasMDP中提取的Vfb值（黑点）作为Al2O3厚度和线性回归（红线）的函数。

通过分析这些数据发现，平带电压与Al2O3厚度之间呈现出线性关系。这一结果不仅与理论预测高度吻合，更证明了BiasMDP技术能够精准捕捉材料参数随厚度变化的细微差异，为研究钝化层特性提供了有力的数据支持（如图 2和3）。

图 3. 在样品#B上施加 (a) -1 V、(b) 0 V 和 (c) +1 V 偏置电压时测得的寿命图（黑色矩形标记接触区域）。

对于含有局部HfO2界面层的晶圆，普通的寿命测量方法几乎无法察觉HfO2分布的不均匀性。但在MDPmap设备的精准测量下，BiasMDP技术绘制的固定电荷密度和界面缺陷密度二维图清晰地展示出不同区域的差异。在HfO2/ Al2O3叠层区域，固定电荷密度明显低于纯Al2O3区域，这一发现为优化钝化层结构提供了关键依据。

图 4.使用BiasMDP在样品#B上确定的(a) Qf和(b) Dit的图（黑色矩形标记接触区域）。(c) HfO2界面层沉积期间掩模的位置。

而在分析表面损伤的晶圆时，BiasMDP技术揭示出一个重要信息：载流子寿命的不均匀性主要是由化学钝化的退化引起的，具体表现为界面缺陷密度的变化。MDPmap设备精确测量的寿命数据，为这一结论的得出提供了准确依据，让研究人员对表面损伤影响钝化性能的机制有了更深入的理解，为解决实际生产中的问题指明了方向（如图 4和5）。

图 5. (a) 未施加偏置电压的寿命图和(b) 样品#C的表面损伤图（黑色矩形标记接触区域）。

BiasMDP技术凭借其性能，为光伏表面钝化检测带来了革命性的变化。它能够以香蕉污视频下载软件网站率区分化学和场效应钝化，让研究人员更深入地剖析钝化层的微观特性。Freiberg Instruments公司的MDPmap型号设备在其中的配合，使得数据测量更加精准可靠。这不仅有助于优化现有钝化材料和工艺，还为开发新型高效钝化技术奠定了基础。

该文章翻译于Technical University of Dresden, Institute of Semiconductors和Freiberg Instruments等机构共同研究的工作。本论文发表于Energy Procedia期刊中，详细信息可见：doi.org/10.1016/j.egypro.2015.07.014