《硅片常见缺陷评估分选》由会员分享，可在线阅读，更多相关《硅片常见缺陷评估分选（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、光致发光成像/ Photoluminescence imaging , 简称 PL成像被公认是一种很有前途的硅片,电池片质量特性分析技术。它能依据多晶硅 as-cut wafer 的材质，对于其进行质量评估和分选。美国能源实验室(NREL)，德国Fraunhofer太阳能研究所的很多试验和研究报告都显示：高清晰度，高分辨率的PL影像能够分辨出硅晶的各种缺陷，这包括常见的Dislocation /位错（晶格）缺陷，Grain boundary / 晶界缺陷，和 Impurity /杂质缺陷。研究报告也显示不同的缺陷影响太阳能电池性能的程度是不同的。例如Impurity /杂质缺陷能够在其后的电池
2、片生产工艺-发射极扩散工艺中得到改善；而Crystal defect， 包括 Dislocation /位错缺陷， Grain boundary / 晶界缺陷 并不能在其后的电池片生产工艺中得以纠正。自2009年以来，德国弗劳恩霍夫太阳能研究所(Fraunhofer ISE) 开发出一套基于加权指数的评级标准，将硅片分成5个质量等级。对三个不同硅片供应商的10,000片硅片随机抽样，测试，评价和分选，结果证实，PL影像能够非常精确的评估硅片材料质量。也许在常规电池片生产线上，顶级硅片材料的微小质量差异对电池片的转换效率没有明显的影响，但是将分选过高质量硅片用在生产高效电池片的MWT-PERC工
3、艺上，结果证实，即使是很小的材料质量差异也能明显地对电池片的I-V特性造成影响。因此对于高效电池片生产线，基于PL成像技术进行的硅片来料检验会是一种非常有效的控制质量的方法。基于上述原因和理论基础，新加坡维信科技 - Industrial Vision Technology (S) Pte Ltd 开发了一套 “高清晰度，高分辨率的硅片高清晰度，高分辨率的硅片PL成像和缺陷分析系统成像和缺陷分析系统”。它能够有效地将硅片分选出5个不同的质量等级。采用PL影像对多晶硅的as-cut wafer进行质量评估和分选版权所有：上海伟信新能源科技有限公司硅片的质量硅片的质量缺陷缺陷和分类和分类Dislo
4、cation /位错（位错（晶晶格）格）缺陷缺陷：在多晶硅的生长过程中，由于应力的作用会在晶粒中产生大量的位错(Dislocation)。这些位错会在不同的滑移面上聚集成体积更大的位错团。这些位错团可以大幅度地降低少数载流子的扩散长度。从而降低硅片/电池片的光电转换效率。它是多晶硅铸锭过程中的一种常见的结构缺陷。如附图一所示。但是它对硅片的等级分选影响最大。Grain boundary / 晶界晶界缺陷缺陷：多晶硅在生长过程中，晶体之间会产生边界。杂质容易在晶界处偏聚和沉淀。这些边界会影响少数载流子的扩散长度，从而降低硅片/电池片的光电转换效率。如附图二所示。单晶硅是没有晶界缺陷的。晶界缺陷是
5、造成准单晶硅（Cast-mono）达不到单晶硅的转换效率的主要原因。Impurity /杂质缺陷杂质缺陷:多晶硅铸锭过程中的常见的有害杂质主要有：氧，碳，以及铁等过度族金属。铁和其它金属元素为多晶硅中最主要的杂质，一般来自于坩埚，所以在硅锭的底部以及边缘常常出现杂质缺陷杂质缺陷（Impurity），如附图四所示。但是它对硅片的等级分选影响不大。因为在其后的电池片发射极扩散工艺过程中，可以去除大部分的杂质。版权所有：上海伟信新能源科技有限公司新加坡维信科技 021-68863912 18621165296 mary.maivt- 质量好的硅片质量好的硅片：PL 影像亮度高，基本没有缺陷质量较好的
6、硅片质量较好的硅片：尽管有明显的Impurity /杂质缺陷，但是只有少量的晶格位错缺陷质量中等的硅片：质量中等的硅片：有少量的晶格位错缺陷质量不合格的硅片质量不合格的硅片：PL 影像亮度低；有大量的晶格位错缺陷质量次等的硅片：质量次等的硅片：PL 影像亮度低；有较多的晶格位错缺陷Photo by IVT VS-6840 Luminescence AnalyzerClass 1Class 2Class 3Class 4Class 5新加坡维信科技 021-68863912 18621165296 mary.maivt- 附图一：Bad Quality Wafer / 质量不合格的硅片主要缺陷：
7、Dislocation /晶格位错， PL影像较暗。Photo by IVT VS-6840 Luminescence Analyzer新加坡维信科技 021-68863912 18621165296 mary.maivt- 主要缺陷：Dislocation /晶格位错Grain Boundaries / 晶格缺陷Photo by IVT VS-6840 Luminescence Analyzer附图二：Lower Quality Wafer / 次等质量的硅片新加坡维信科技 021-68863912 18621165296 mary.maivt- 主要缺陷：少量的：Dislocation /
8、晶格位错Impurity /杂质缺陷Photo by IVT VS-6840 Luminescence Analyzer附图三：Medium Quality Wafer / 中等质量的硅片新加坡维信科技 021-68863912 18621165296 mary.maivt- 附图四：Good Quality Wafer / 较好质量的硅片少量的：Dislocation /晶格体位错Impurity /杂质缺陷Photo by IVT VS-6840 Luminescence Analyzer附图五：Premium Quality Wafer / 质量好的硅片少量的：Grain Boundar
9、ies / 晶格缺陷Photo by IVT VS-6840 Luminescence Analyzer新加坡维信科技 021-68863912 18621165296 mary.maivt- A Scientific Cooled CCD Camera systemSpecificationHighresolutionImage:1024x1024pixelsHighdynamicrangeofimagedata:16bitsLowdarkcurrentnoise:CCDSensoriscooleddownto:-20CHigh power Laser illumination SystemHomogenizedIlluminationarea:180mmx180mmIlluminationNo-uniformity:5%Adjustableilluminationintensity0-5sunsThermally Control as-cut Wafer test chuckTestPlatesize:180mmx180mmPlatematerials:BrasswithGoldPlatingControlledTemperaturerange:25C1C
