在Si(100)表面中止懸空鍵的另一結(jié)果是抑制了表面的化學(xué)活性。這就是抑制Al與Si合金化的機(jī)理，也抑制了無(wú)意中Si 的p型摻雜。

實(shí)驗(yàn)是通過(guò)檢驗(yàn)在Se鈍化Si(100)表面上Ni硅化進(jìn)行的。在二片Si(100)硅片上淀積50nm Ni膜，一片有Se鈍化，另一片沒(méi)有Se鈍化。在N2中400-700℃間加熱這些樣品60秒進(jìn)行硅化，用透射電子顯微鏡檢查Ni/Si界面。結(jié)果示于圖3。對(duì)于沒(méi)有Se且在400℃下退火的控制樣品，觀察到硅化，結(jié)果在Ni和Si間有二層硅化物堆疊（圖3(a)）。這證實(shí)了Foll等人早先對(duì)于Ni硅化的TEM研究。他們的結(jié)論是，二層堆疊分別為Ni2Si和NiSi。500℃退火后，單層NiSi出現(xiàn)在控制樣品的Ni/Si界面（圖3(b)）。但是，鈍化樣品的表現(xiàn)完全不同。400℃退火后（圖3(d)），Ni與Se鈍化Si(100)表面間沒(méi)有硅化而且界面陡削。500℃退火后，Ni與Se鈍化Si(100)表面間仍然沒(méi)有明顯的反應(yīng)（圖3(e)）。僅僅在600℃退火后，Ni與Se鈍化Si(100)反應(yīng)形成單層NiSi（圖3(f)）。因此，Ni/Se鈍化Si(100)界面的熱穩(wěn)定性是～400℃。



上述結(jié)果說(shuō)明，直到400℃均能防止Al與Si合金化，或直到400℃能抑制n型Si的無(wú)意p型摻雜。由于目前Al漿一般在750℃燒結(jié)，需要開(kāi)發(fā)新的低溫Al漿，用于以低于400℃燒結(jié)溫度的n側(cè)接觸。若p側(cè)Al漿仍然在750℃燒結(jié)，對(duì)于這樣的全Al硅片太陽(yáng)能電池就必須采用二步燒結(jié)工藝：第一次燒結(jié)在750℃用于p側(cè)接觸，第二次燒結(jié)在400℃用于n側(cè)接觸。二步燒結(jié)工藝似乎比目前的一步燒結(jié)工藝成本較高，不過(guò)，這或許是我們?yōu)榱嗽诠杵?yáng)能電池中避免用Ag不得不付出的代價(jià)。

結(jié)論

Si太陽(yáng)能電池達(dá)到萬(wàn)億瓦級(jí)規(guī)模的主要瓶頸之一是Ag的稀缺。根據(jù)材料的豐度和電阻率，得出的結(jié)論是，Cu和Al是指形電極Ag的合適替代品。討論了Cu或Al替代Ag的一些挑戰(zhàn)，包括抗氧化、接觸電阻和阻擋層。過(guò)去有關(guān)這一課題的大多數(shù)工作集中于Cu，我們提出用價(jià)補(bǔ)鈍化作為Al替代Ag時(shí)碰到的挑戰(zhàn)的解決方案。 得到的初步結(jié)果支持我們的看法，這些結(jié)果包括：Al與Se鈍化n型Si(100)表面間創(chuàng)紀(jì)錄低的0.08eV肖特基勢(shì)壘，直至～400℃ Se鈍化Si(100)表面和Ni之間硅化的抑制。用價(jià)補(bǔ)鈍化有可能構(gòu)建全Al接觸硅片太陽(yáng)能電池，用于低成本萬(wàn)億瓦規(guī)模的部署。