科技前沿：隆基助力锑掺杂技术突破，有望成下一代n型硅片行标！

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（来源：光伏见闻）

隆基联合澳大利亚国立大学、美国科罗拉多矿业学院及美国能源部国家可再生能源实验室开展研究，探索锑掺杂直拉硅作为光伏应用中n型衬底替代材料的可行性，重点检测了其轴向电阻率分布、施主特性及机械强度三大核心指标。相关成果已发表于《太阳能材料与太阳能电池》期刊，论文题为“Resistivity distribution and donor properties of antimony-doped n-type Czochralski silicon ingots”《锑掺杂n型直拉晶体硅锭的电阻率分布与施主特性》。

论文通讯作者Rabin Basnet表示，研究阐明了锑分凝系数极低的情况下，锑掺杂n型硅晶锭仍能实现均匀电阻率分布的关键原因。“核心在于直拉法生长过程中对锑蒸发速率的精准控制，而非业界普遍推测的磷共掺杂。”

Basnet指出，这项研究既解释了行业实现锑掺杂晶锭均匀生产的技术逻辑，也为优化下一代硅片掺杂均匀性提供了科学依据。尽管锑用于光伏硅片掺杂尚属新颖，但在半导体器件制造领域，它已是技术成熟的n型掺杂剂。

该团队此前在《Solar RLL》发表的研究已证实，将n型直拉硅片的施主掺杂剂从磷替换为锑，不会影响硅片体寿命。Basnet补充：“本研究在此基础上进一步发现，锑掺杂能实现直拉硅晶锭轴向高均匀电阻率，这两项成果共同表明，锑掺杂n型直拉硅片有望成为下一代n型硅片的行业标准。”

实验所用锑掺杂和磷掺杂硅片，均由隆基通过复投料直拉晶锭生长工艺制备提供。测试阶段，团队采用电子顺磁共振（EPR）光谱法评估施主及掺杂相关特性与电阻率，通过三点弯曲试验完成硅片弯曲强度标准测试。

团队对基于Scheil方程的传统模型进行修正，纳入“分凝和蒸发效应作为掺杂剂掺入机制”，以此评估锑的应用可行性。Basnet解释：“锑的分凝系数比磷低近一个数量级，理论上会出现显著轴向不均匀，因此隆基仅通过锑掺杂就实现均匀电阻率分布，起初让我们颇为意外。但EPR分析证实，晶锭生长中对锑蒸发的精准控制而非共掺杂，是关键解决方案，既出人意料又极具技术巧思。”

对于制造商而言，该发现的核心价值在于：均匀电阻率分布能提高硅锭可用成品率，提升硅片生产效率并降低材料成本；同时锑掺杂硅片的机械强度优势，可减少电池加工中的破损率，进一步提升生产吞吐量与成品率。

Basnet透露，团队将继续深入研究锑掺杂技术，重点探索其对载流子寿命、缺陷形成及少数载流子复合行为的影响。后续还将对比锑掺杂与磷掺杂硅片加工过程中的热稳定性，在高效太阳能电池中对锑掺杂硅片进行器件级评估，测试其电学性能与可靠性。