EL电致发光测试仪培训

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1、Delighting The FutureAddr.:Huangtang Industrial Zone, Jiangyin, Jiangsu, P.R China, P.C. 214407 Tel.:+86 510 86530222 Fax:+86 510 86530828 版权所有版权所有 未经许可未经许可 请勿传播请勿传播版权所有版权所有 未经许可未经许可 请勿传播请勿传播EL（电致发光）测试仪培训（电致发光）测试仪培训Delighting The FutureAddr.:Huangtang Industrial Zone, Jiangyin, Jiangsu, P.R China, P

2、.C. 214407 Tel.:+86 510 86530222 Fax:+86 510 86530828 版权所有版权所有 未经许可未经许可 请勿传播请勿传播目录ELEL简介简介ELEL测试原理测试原理典型典型ELEL外观图分类及分析外观图分类及分析小结小结Delighting The FutureAddr.:Huangtang Industrial Zone, Jiangyin, Jiangsu, P.R China, P.C. 214407 Tel.:+86 510 86530222 Fax:+86 510 86530828 版权所有版权所有 未经许可未经许可 请勿传播请勿传播l电致发光

3、（EL-electroluminescent）缺陷检测是探知和监控电池片因工艺或材料本身所具有的一些缺陷的重要手段；通过EL图像的分析可以有效地发现硅片、扩散、钝化、印刷及烧结各个环节可能存在的问题。对改进工艺、提高效率和稳定生产都有重要的作用。因而太阳电池电致发光缺陷检测仪被认为是太阳电池生产线的“眼睛”。l左图为EL检测仪的基本结构。EL简介恒压恒流源旋钮Delighting The FutureAddr.:Huangtang Industrial Zone, Jiangyin, Jiangsu, P.R China, P.C. 214407 Tel.:+86 510 86530222 F

4、ax:+86 510 86530828 版权所有版权所有 未经许可未经许可 请勿传播请勿传播EL测试原理测试系统工作示意图：测试系统工作示意图：EL缺陷检测仪具有双（三）栅探针多点接触，分辨率为1024*1360，最大电压/电流驱动为30v/10A可调正反向偏压。Delighting The FutureAddr.:Huangtang Industrial Zone, Jiangyin, Jiangsu, P.R China, P.C. 214407 Tel.:+86 510 86530222 Fax:+86 510 86530828 版权所有版权所有 未经许可未经许可 请勿传播请勿传播EL测

5、试原理nEL技术是基于载流子复合过程中产生光子，并通过高灵敏度的CCD相机捕获辐射出来的光子并显影，通过对成像进行分析，进而发现电池片中存在的问题。处于导带的电子是一个亚稳态，最终会基于自身或外界的激励下跃迁到价带，并与价带中一个空穴复合，在复合过程中会释放出一个光子。Conduction bandValence band图一.电子-空穴复合能带模型图Delighting The FutureAddr.:Huangtang Industrial Zone, Jiangyin, Jiangsu, P.R China, P.C. 214407 Tel.:+86 510 86530222 Fax:+

6、86 510 86530828 版权所有版权所有 未经许可未经许可 请勿传播请勿传播EL测试原理n 在正向偏压的激励下，势垒区的内建电场将会一定程度的削弱，削弱后的净电场打破了原有结间的动态平衡，减少了扩散电子（空穴）穿越耗尽层的阻力，增加了少子向PN结另一方向的移动，耗尽层边界增加的少子移动最终穿过结后将与外界激励即正向电流提供的多子复合，复合中将会释放出光子，最终形成影像。在有缺陷的情况下，电子（空穴）首先被禁带中某个原子能及俘获，在空穴（电子）也从价带跃迁至相同的能态时，即会复合释放出光子，但这种复合的能力与禁带中该能级与能带边缘的距离有关，若该能级与任一能带边缘靠近，电子也不会与跃迁至

7、该能级的空穴复合，而是重新回到导带，基于此，在EL中存在缺陷的区域与无缺陷区域存在差别，如图二所示。图二.室温下EL典型能谱（长波段）Delighting The FutureAddr.:Huangtang Industrial Zone, Jiangyin, Jiangsu, P.R China, P.C. 214407 Tel.:+86 510 86530222 Fax:+86 510 86530828 版权所有版权所有 未经许可未经许可 请勿传播请勿传播n电致发光的亮度正比于少子扩散长度，正比于电流密度，如图三所示。EL测试原理Edge of Depletion layer(x=0)To

8、tal Carrier NumberExcess Minority Carrier DensityEL Density图三.EL亮度与少子扩散长度的关系Delighting The FutureAddr.:Huangtang Industrial Zone, Jiangyin, Jiangsu, P.R China, P.C. 214407 Tel.:+86 510 86530222 Fax:+86 510 86530828 版权所有版权所有 未经许可未经许可 请勿传播请勿传播EL缺陷检测仪的主要应用体现在两个方面，一是找到缺陷所在位置，二是以2D图形方式表征各种缺陷，在正向偏压下，可检测如下

9、所示的缺陷等电池特征：EL应用范围在反向偏压下，可以检测电池片中因各种缺陷所造成的漏电，可通过不同电压值下漏电流大小并结合图片发现漏电的区域和严重程度。Delighting The FutureAddr.:Huangtang Industrial Zone, Jiangyin, Jiangsu, P.R China, P.C. 214407 Tel.:+86 510 86530222 Fax:+86 510 86530828 版权所有版权所有 未经许可未经许可 请勿传播请勿传播p 材料本身导致的缺陷如下：材料本身导致的缺陷如下：在工艺条件一定下，硅片的纯度越高、位错晶界越少、污染越少，制作出来

10、的电池片的EL图片越亮：典型EL图片分析Eta低高Delighting The FutureAddr.:Huangtang Industrial Zone, Jiangyin, Jiangsu, P.R China, P.C. 214407 Tel.:+86 510 86530222 Fax:+86 510 86530828 版权所有版权所有 未经许可未经许可 请勿传播请勿传播典型EL图片分析EL同心圆原料片少子寿命图-氧杂质位错特征：电池片以中心为原点向外扩散的黑心圆，此类片子一般多出在C档片，部分轻微的效率会在17%左右。电性能：Uoc、Isc明显下降。Delighting The Fut

11、ureAddr.:Huangtang Industrial Zone, Jiangyin, Jiangsu, P.R China, P.C. 214407 Tel.:+86 510 86530222 Fax:+86 510 86530828 版权所有版权所有 未经许可未经许可 请勿传播请勿传播典型EL图片分析 特征：片子表面发暗，EL几乎很难照出片子表面轮廓。原因：由于来料硅片本征掺杂浓度过高，导致扩散时无法生成良好的PN结。电性能：FF明显变化，Uoc和Isc下降。EL暗片Delighting The FutureAddr.:Huangtang Industrial Zone, Jiangy

12、in, Jiangsu, P.R China, P.C. 214407 Tel.:+86 510 86530222 Fax:+86 510 86530828 版权所有版权所有 未经许可未经许可 请勿传播请勿传播 特征：片子表面整体发暗。原因：1、拉制单晶过程中，头尾处会因杂质含量过高出现反型即N型片，增加电流EL图像逐渐变亮。 2、未扩散的电池片，增加电流无反应。 3：未制绒的电池片或背场未印的电池片。全黑片典型EL图片分析Delighting The FutureAddr.:Huangtang Industrial Zone, Jiangyin, Jiangsu, P.R China, P.

13、C. 214407 Tel.:+86 510 86530222 Fax:+86 510 86530828 版权所有版权所有 未经许可未经许可 请勿传播请勿传播 特征：线痕片导致的黑线，从电池片外观表现为条状的粗细不均和结点在MicroView下可明显看到突起的线痕。原因：线痕处扩散，镀膜均较差且此处复合大，所以导致线痕处发暗。线痕黑片典型EL图片分析Delighting The FutureAddr.:Huangtang Industrial Zone, Jiangyin, Jiangsu, P.R China, P.C. 214407 Tel.:+86 510 86530222 Fax:+8

14、6 510 86530828 版权所有版权所有 未经许可未经许可 请勿传播请勿传播p 工艺本身导致的缺陷如下工艺本身导致的缺陷如下 黑斑片黑斑片黑斑片黑斑片重烧后黑斑片 电性能表现：FF下降明显，Rs上升明显。重烧后黑斑处变轻。 产生原因：1 方阻与烧结不匹配，烧结温度较低，方阻波动大，一般这种情况为大量出现。 2 三号机擦拭网版，擦拭网版的第一片，若擦拭很用力容易出24#片，若小范围擦拭，仅擦拭部分显示黑斑。典型EL图片分析Delighting The FutureAddr.:Huangtang Industrial Zone, Jiangyin, Jiangsu, P.R China, P

15、.C. 214407 Tel.:+86 510 86530222 Fax:+86 510 86530828 版权所有版权所有 未经许可未经许可 请勿传播请勿传播 3 ：1#、2#机的印台纸不干净导致镀膜面被污染也会出现类似的黑斑片，但此类电池片黑斑处重烧后会变的更暗。 4：电池片过厚也会造成此类EL片。现象正偏时，硅片上有丝状黑色斑纹，出现在晶界处；正面面部分区域发暗反偏时，黑丝区域有星点状亮点发生原因制绒黑丝较严重反偏正偏 黑丝片黑丝片典型EL图片分析Delighting The FutureAddr.:Huangtang Industrial Zone, Jiangyin, Jiangsu

16、, P.R China, P.C. 214407 Tel.:+86 510 86530222 Fax:+86 510 86530828 版权所有版权所有 未经许可未经许可 请勿传播请勿传播 不同类型的不同类型的ELEL图图镀膜面被划伤或金字塔划伤镀膜上或下面有手印滴源片PECVD硅片背面镀上氮化硅薄膜网带纹典型EL图片分析Delighting The FutureAddr.:Huangtang Industrial Zone, Jiangyin, Jiangsu, P.R China, P.C. 214407 Tel.:+86 510 86530222 Fax:+86 510 86530828

17、 版权所有版权所有 未经许可未经许可 请勿传播请勿传播刻蚀过度：正常刻蚀边缘比较平滑光洁，而刻蚀过多后边沿会有明显的锯齿波纹背场漏印隐裂断栅大面积虚印典型EL图片分析Delighting The FutureAddr.:Huangtang Industrial Zone, Jiangyin, Jiangsu, P.R China, P.C. 214407 Tel.:+86 510 86530222 Fax:+86 510 86530828 版权所有版权所有 未经许可未经许可 请勿传播请勿传播 RshRsh偏低的偏低的ELEL图图现象正偏时，无明显异常反偏时，硅片中间有亮点发生原因硅片薄扩散方阻

18、较高烧结炉温度过高工艺过程中引入杂质其它多种原因正偏反偏典型EL图片分析Delighting The FutureAddr.:Huangtang Industrial Zone, Jiangyin, Jiangsu, P.R China, P.C. 214407 Tel.:+86 510 86530222 Fax:+86 510 86530828 版权所有版权所有 未经许可未经许可 请勿传播请勿传播正偏反偏现象正偏时，可见刻蚀黑边较窄，或刻蚀黑边较宽反偏时，硅片边缘有线状亮点电池片实物可见刻蚀边过窄或过宽发生原因刻蚀过刻或欠刻 发生类似边缘在反置片压边缘发亮有可能是边缘漏浆。典型EL图片分析D

19、elighting The FutureAddr.:Huangtang Industrial Zone, Jiangyin, Jiangsu, P.R China, P.C. 214407 Tel.:+86 510 86530222 Fax:+86 510 86530828 版权所有版权所有 未经许可未经许可 请勿传播请勿传播正偏反偏现象正偏时，硅片边缘有由外向内的裂痕反偏时，在隐裂位置有时会伴有击穿现象电池片实物可见微小裂痕发生原因生产过程中遭到撞击来料硅片隐裂来料硅片边缘有瑕疵注：还有一类情况为反向偏压时，裂痕处并不发亮，说明此裂痕出现在烧结后典型EL图片分析Delighting The

20、FutureAddr.:Huangtang Industrial Zone, Jiangyin, Jiangsu, P.R China, P.C. 214407 Tel.:+86 510 86530222 Fax:+86 510 86530828 版权所有版权所有 未经许可未经许可 请勿传播请勿传播隐裂（或孔洞）表征：表征：片子呈现如图所示点状或线状全黑区域。施加反向电压有击穿现象，硅片表面有击穿点。原因：原因：来料或在电池片生产过程中产生隐裂导致在对其施加电流时上下击穿。典型EL图片分析Delighting The FutureAddr.:Huangtang Industrial Zone,

21、 Jiangyin, Jiangsu, P.R China, P.C. 214407 Tel.:+86 510 86530222 Fax:+86 510 86530828 版权所有版权所有 未经许可未经许可 请勿传播请勿传播EtaEta小于小于10%10%的的ELEL图图满天星反片 满天星：产生原因 1、擦拭的返工片 2、三号机擦拭网版的第一片 3、三号机浆料被铝浆污染 4、其它污染原因。 反片：镀膜面与扩散面相反。典型EL图片分析Delighting The FutureAddr.:Huangtang Industrial Zone, Jiangyin, Jiangsu, P.R China

22、, P.C. 214407 Tel.:+86 510 86530222 Fax:+86 510 86530828 版权所有版权所有 未经许可未经许可 请勿传播请勿传播n EL缺陷检测仪作为对电池片品质监控的一项重要手段，可以帮助分析工艺中存在的问题，但存在对某些现象无法准确判断产生原因的情况，尤其是对漏电方面，EL图片只能找出存在漏电的位置，很难准确判断产生漏电的具体原因，建议结合研发实验设备诸如SEM、IR Camera、WT2000、台阶仪等设备进行综合分析，例如在分析栅线断开时，即可对栅线异常处进行栅线厚度截扫描，在分析漏电时，通过对产生漏电区域进行SEM扫描，可更好的帮助分析，如下所示

23、：EL SEM（金属污染）EL小结Delighting The FutureAddr.:Huangtang Industrial Zone, Jiangyin, Jiangsu, P.R China, P.C. 214407 Tel.:+86 510 86530222 Fax:+86 510 86530828 版权所有版权所有 未经许可未经许可 请勿传播请勿传播nEL图像只是提供一种分析的手段，只能反映问题的存在，并不能反映问题本身，在使用和分析时需要更多的经验积累和对各种问题原因的本质分析，才能在发现问题时找到解决问题的方法。n 可以建立不同效率档（Rsh档）下的EL图片数据库，并且将图片与I-V曲线结合起来，便于分析低效片及低并阻，如图所示：Eta：12%-14%14%-15%15%-17%EL小结Delighting The FutureAddr.:Huangtang Industrial Zone, Jiangyin, Jiangsu, P.R China, P.C. 214407 Tel.:+86 510 86530222 Fax:+86 510 86530828 版权所有版权所有 未经许可未经许可 请勿传播请勿传播