太陽能和半導體行業中，硅片是最主要的基材，經過一些高溫工藝處理時，可能產生氧同心環并在EL或PL掃描下顯現出來，本文將解釋氧同心環的產生原理。
首先，我們需要理解晶體結構的缺陷這一概念。單晶硅具有典型的晶體結構，意味著理想狀態下，其內部的原子是呈周期性規則排列的，就像操場上整齊排列的學生方陣。
但實際上，溫度高于絕對零度時，晶體結構內會存在原子偏離理想點陣位置的情況，即缺陷，就像方陣中來回蹦跳不安分的搗蛋鬼，進入了其他學生點位的間隙，我們可以將本來屬于這些搗蛋鬼但現在空出的點位稱為“空位”，將搗蛋鬼所站的位置稱為“間隙”，二者都是本征缺陷。
如果好巧不巧，學生方陣中又混進了幾只小狗，占據了間隙位置，甚至直接嚇跑了點位上站的學生，取而代之，則可稱為雜質缺陷。
硅棒拉晶過程中，晶體生長時會產生過剩的點缺陷——硅間隙，熔融態硅會腐蝕石英坩堝（主要成分是二氧化硅），從而在晶體中引入氧雜質缺陷，在旋轉上升過程中，缺陷沿徑向呈環形分布。
在硅片的基礎上制備電池時，由于部分工序溫度較高，硅間隙會隨著溫度的升高而增多，可以通俗地理解為：天氣暖和的時候，方陣里的學生更加活躍，來回跳動的可能性更大，產生的缺陷多。冷卻時，過剩的硅間隙聚集成團，隨著氧雜質擴散，成長為環形氧沉淀，其主要成分為氧化硅（SiOx），這就是搗蛋鬼牽著亂入狗組成旋轉跳躍轉圈圈新組合的故事，即氧同心環的形成原理。
此外，電池工藝中往往包括氧化過程，在硅附近產生二氧化硅，進一步激發硅間隙，引發氧同心環。
對于N-TOPCon電池，由于硼在硅中的固溶度較低，導致硼擴溫度需要900-1100℃，而PERC的磷擴溫度約為850℃，相比之下，工藝溫度較低的PERC有較少的氧同心環問題。
原文始發于微信公眾號（光伏產業通）：什么是硅片的氧同心環
