（一）铸造多晶硅中的主要杂质
由于铸造多晶硅的原料主要为微电子工业剩下的头尾料，再加上来自坩埚沾污，所以通常铸造多晶硅中含有高浓度的氧、碳以及过渡族金属杂质。氧是铸造多晶硅中最主要的杂质元素，它主要来自石英坩埚的玷污以及铸造多晶硅的原料。在铸造多晶硅生长过程中，石英坩埚可以在高温下与熔体中的硅原料发生反应，生成一氧化硅（SiO）。生成的SiO一部分可以从熔体表面处挥发，一部分也可以在熔体中分解，从而在熔体中引入间隙氧（Oi）原子。
如果氧处于间隙位置，通常不显电活性，然而铸造多晶硅中氧浓度通常在3×1017～1．4×1018 cm－3之间。高浓度的间隙氧在晶体生长或者热处理时会形成热施主、新施主、氧沉淀以及诱生其他的晶体缺陷，还会吸引铁等金属元素，形成铁－氧沉淀复合体，具有很强的少子复合能力，能够显著降低材料的太阳能电池转换效率。
碳作为铸造多晶硅中的另外一种杂质，主要来自石墨坩埚或石墨加热器。处于替代位置的碳同样不显电学活性，但是当碳的浓度超过其溶解度很多时（8×1017cm－3），就会有SiC沉淀生成，诱生缺陷，导致材料的电学性能变差。在快速热处理时，Al－P共同吸杂效果明显依赖于碳的浓度。同氧一样，碳在多晶硅中的行为十分复杂，有关它们对材料电学性能的影响，需要进一步研究。
图4－20 软件控制流程图
在硅材料中，过渡族金属由于有着非常大的扩散系数，除了从原材料带入这些杂质外，在晶体生长过程及在以后的电池制作工艺中也不可避免地会由坩埚等外面环境中引入。这些杂质中，铜和镍的扩散系数较大，即使淬火，它们也会形成沉淀而不溶解在硅晶格中。铁和铬的扩散系数相对较小，但是在慢速冷却热处理时，依然有大部分形成沉淀。这些元素在硅的禁带中形成深能级，从而成为复合中心，可显著降低材料少数载流子的寿命。
根据NAA（Neutron Activation Analysis，中子活化分析）对多种太阳能电池用mc－Si材料的分析发现，主要的过渡族金属杂质及其浓度范围如表4－6所示。
表4－6 过渡族金属杂质在mc－Si中的浓度范围
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