[發(fā)明專利]快速鑒別太陽能級UMG硅片的方法

無效

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• 申請日: 2012-02-23
• 公開（公告）號: CN102590158A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張馳;熊震;付少永
• 申請（專利權(quán)）人: 常州天合光能有限公司
• 主分類號: G01N21/63
• 分類號: G01N21/63;G01N21/64
• 代理公司: 常州市維益專利事務(wù)所 32211
• 代理人: 王凌霄

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種快速鑒別太陽能級UMG硅片的方法。

背景技術(shù)

70年代以來，鑒于常規(guī)能源供給的有限性和環(huán)保壓力的增加，世界上許多國家掀起了開發(fā)利用太陽能的熱潮。晶硅太陽電池因為可靠性高、壽命長、能承受各種環(huán)境變化等優(yōu)點(diǎn)，成為太陽電池的主要品種在光伏市場居統(tǒng)治地位。就其晶體形態(tài)而言，主要有單晶硅、多晶硅及非晶硅三大類。單晶硅的電池轉(zhuǎn)換效率高、穩(wěn)定性好，但拉制工藝相對復(fù)雜，且對原料要求較嚴(yán)，導(dǎo)致成品電池成本偏高；非晶硅電池成本低、生產(chǎn)效率高但轉(zhuǎn)換效率也較低且由于非晶硅的S-W效應(yīng)，致使其性能穩(wěn)定性較差；與上述兩者相比，多晶硅電池轉(zhuǎn)換效率接近單晶硅，且制造工藝簡單、成本低廉、生產(chǎn)效率高，因而得到迅速發(fā)展。

近年來，太陽能行業(yè)飛速發(fā)展市場競爭激烈，成本控制已成為一個不容忽視的問題。UMG硅是一種選擇性純化硅原料，由于高純度冶金硅工序減少，成本大幅度降低，得到人們的廣泛關(guān)注。相對普通鑄錠多晶硅硅片，UMG硅片含有較高濃度的硼、磷、過渡金屬等雜質(zhì)，導(dǎo)致普通的電池制造工藝無法與其匹配，從而產(chǎn)生大量的低效片。企業(yè)外購硅片的質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)通常是檢測裸硅片的少數(shù)載流子壽命，這種檢測標(biāo)準(zhǔn)無法嚴(yán)格區(qū)分UMG硅片和普通多晶硅硅片，最終導(dǎo)致UMG硅片流入電池制造工序，因電池生產(chǎn)工藝不匹配而導(dǎo)致大量低效率電池片的產(chǎn)生，給企業(yè)帶來一定的損失。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種快速鑒別太陽能級UMG硅片的方法，可以快速、精確地區(qū)別太陽能級UMG硅片和普通多晶硅硅片。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種快速鑒別太陽能級UMG硅片的方法，包括下列步驟：

第一步、選取硅片；

第二步、檢測：利用具有光致熒光或光致發(fā)光測試功能的設(shè)備進(jìn)行測試，要求：曝光時間：1～30s，光注入濃度：5.41E16個/cm²～3.06E17個/cm²；

第三步、數(shù)據(jù)分析；

第四步、判定：所測試硅片圖樣的平均亮度值大于180時為太陽能級UMG硅片，小于180時為普通多晶硅硅片。

進(jìn)一步限定，步驟二中，測試區(qū)域：以裸硅片中心點(diǎn)為原點(diǎn)，對稱選擇測試區(qū)域，面積為整張硅片的60％；步驟三中，利用柱狀圖、折線圖、散點(diǎn)圖等多種制圖方法中的一種分析測試結(jié)果。

本發(fā)明的有益效果是：通過本發(fā)明可快速鑒別太陽能級UMG硅片，從源頭上杜絕太陽能級UMG硅片流入普通多晶硅太陽能電池制造工序，防止因電池制造工藝不匹配而導(dǎo)致大量低效片的產(chǎn)生。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明的普通多晶硅硅片和太陽能級UMG硅片的亮度分布圖；

具體實(shí)施方式

一種快速鑒別UMG硅片的方法，該方法利用具有光致熒光(光致發(fā)光)測試功能的設(shè)備將光源照射在硅片上，當(dāng)入射光子能量大于半導(dǎo)體材料的能隙(Si：1.12ev)，使得硅片中處于基態(tài)的電子在吸收這些光子后進(jìn)入激發(fā)態(tài)，處于激發(fā)態(tài)的電子屬于亞穩(wěn)態(tài)，在短時間內(nèi)會回到基態(tài)，并發(fā)出一定波長的熒光，利用照相機(jī)鏡頭進(jìn)行感光，將圖像通過計算機(jī)顯示出來。硅片中硼(B)、磷(P)含量與圖片的平均亮度值成正比關(guān)系，而UMG硅片中B、P含量遠(yuǎn)高于普通多晶硅硅片，因此可以快捷、精確的鑒別UMG硅片和普通多晶硅硅片，從源頭上控制UMG硅片流入電池生產(chǎn)工序，減少大量低效片的產(chǎn)生，降低企業(yè)損失。

包括下列步驟：

第一步、選取硅片。

第二步、檢測：利用具有光致熒光(光致發(fā)光)測試功能的設(shè)備進(jìn)行測試。要求：曝光時間：1～30s，光注入濃度：5.41E16個/cm²～3.06E17個/cm²，測試區(qū)域：以裸硅片中心點(diǎn)為原點(diǎn)，對稱選擇測試區(qū)域，面積為整張硅片的60％。

第三步、數(shù)據(jù)分析，利用柱狀圖、折線圖、散點(diǎn)圖等多種制圖方法中的一種分析測試結(jié)果。

第四步、判定：所測試硅片圖樣的平均亮度值大于180時為太陽能級UMG硅片，小于180時為普通多晶硅硅片。

以下實(shí)施例旨在進(jìn)一步說明本發(fā)明而不是對本發(fā)明的進(jìn)一步限定。

選擇電阻率為0.5～3.0ohm.cm，厚度為170～200μm，尺寸為156mm×156mm，在晶錠中處于不同位置的P型普通多晶晶硅硅片和太陽能級UMG硅片。將所得硅片采用以下方法進(jìn)行測試分析：

第一步、啟動測試設(shè)備，打開測試軟件；

第二步、將硅片置于載物臺中間位置；