CN102590158A - 快速鉴别太阳能级umg硅片的方法 - Google Patents

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solar
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张驰
熊震
付少永
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Changzhou Trina Solar Energy Co Ltd
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Changzhou Trina Solar Energy Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种快速鉴别太阳能级UMG硅片的方法，包括下列步骤：第一步、选取硅片；第二步、检测：利用具有光致荧光或光致发光测试功能的设备进行测试，要求：曝光时间：1～30s，光注入浓度：5.41E16个/cm2～3.06E17个/cm2；第三步、数据分析；第四步、判定：所测试硅片图样的平均亮度值大于180时为太阳能级UMG硅片，小于180时为普通多晶硅硅片。本发明的有益效果是：通过本发明可快速鉴别太阳能级UMG硅片，从源头上杜绝太阳能级UMG硅片流入普通多晶硅太阳能电池制造工序，防止因电池制造工艺的不匹配而导致的大量低效片的产生。

Description

快速鉴别太阳能级UMG硅片的方法
技术领域
本发明涉及一种快速鉴别太阳能级UMG硅片的方法。
背景技术
70年代以来，鉴于常规能源供给的有限性和环保压力的增加，世界上许多国家掀起了开发利用太阳能的热潮。晶硅太阳电池因为可靠性高、寿命长、能承受各种环境变化等优点，成为太阳电池的主要品种在光伏市场居统治地位。就其晶体形态而言，主要有单晶硅、多晶硅及非晶硅三大类。单晶硅的电池转换效率高、稳定性好，但拉制工艺相对复杂，且对原料要求较严，导致成品电池成本偏高；非晶硅电池成本低、生产效率高但转换效率也较低且由于非晶硅的S-W效应，致使其性能稳定性较差；与上述两者相比，多晶硅电池转换效率接近单晶硅，且制造工艺简单、成本低廉、生产效率高，因而得到迅速发展。
近年来，太阳能行业飞速发展市场竞争激烈，成本控制已成为一个不容忽视的问题。UMG硅是一种选择性纯化硅原料，由于高纯度冶金硅工序减少，成本大幅度降低，得到人们的广泛关注。相对普通铸锭多晶硅硅片，UMG硅片含有较高浓度的硼、磷、过渡金属等杂质，导致普通的电池制造工艺无法与其匹配，从而产生大量的低效片。企业外购硅片的质量检测标准通常是检测裸硅片的少数载流子寿命，这种检测标准无法严格区分UMG硅片和普通多晶硅硅片，最终导致UMG硅片流入电池制造工序，因电池生产工艺不匹配而导致大量低效率电池片的产生，给企业带来一定的损失。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种快速鉴别太阳能级UMG硅片的方法，可以快速、精确地区别太阳能级UMG硅片和普通多晶硅硅片。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种快速鉴别太阳能级UMG硅片的方法，包括下列步骤：
第一步、选取硅片；
第二步、检测：利用具有光致荧光或光致发光测试功能的设备进行测试，要求：曝光时间：1～30s，光注入浓度：5.41E16个/cm2～3.06E17个/cm2；
第三步、数据分析；
第四步、判定：所测试硅片图样的平均亮度值大于180时为太阳能级UMG硅片，小于180时为普通多晶硅硅片。
进一步限定，步骤二中，测试区域：以裸硅片中心点为原点，对称选择测试区域，面积为整张硅片的60％；步骤三中，利用柱状图、折线图、散点图等多种制图方法中的一种分析测试结果。
本发明的有益效果是：通过本发明可快速鉴别太阳能级UMG硅片，从源头上杜绝太阳能级UMG硅片流入普通多晶硅太阳能电池制造工序，防止因电池制造工艺不匹配而导致大量低效片的产生。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的普通多晶硅硅片和太阳能级UMG硅片的亮度分布图；
具体实施方式
一种快速鉴别UMG硅片的方法，该方法利用具有光致荧光(光致发光)测试功能的设备将光源照射在硅片上，当入射光子能量大于半导体材料的能隙(Si：1.12ev)，使得硅片中处于基态的电子在吸收这些光子后进入激发态，处于激发态的电子属于亚稳态，在短时间内会回到基态，并发出一定波长的荧光，利用照相机镜头进行感光，将图像通过计算机显示出来。硅片中硼(B)、磷(P)含量与图片的平均亮度值成正比关系，而UMG硅片中B、P含量远高于普通多晶硅硅片，因此可以快捷、精确的鉴别UMG硅片和普通多晶硅硅片，从源头上控制UMG硅片流入电池生产工序，减少大量低效片的产生，降低企业损失。
包括下列步骤：
第一步、选取硅片。
第二步、检测：利用具有光致荧光(光致发光)测试功能的设备进行测试。要求：曝光时间：1～30s，光注入浓度：5.41E16个/cm2～3.06E17个/cm2，测试区域：以裸硅片中心点为原点，对称选择测试区域，面积为整张硅片的60％。
第三步、数据分析，利用柱状图、折线图、散点图等多种制图方法中的一种分析测试结果。
第四步、判定：所测试硅片图样的平均亮度值大于180时为太阳能级UMG硅片，小于180时为普通多晶硅硅片。
以下实施例旨在进一步说明本发明而不是对本发明的进一步限定。
选择电阻率为0.5～3.0ohm.cm，厚度为170～200μm，尺寸为156mm×156mm，在晶锭中处于不同位置的P型普通多晶晶硅硅片和太阳能级UMG硅片。将所得硅片采用以下方法进行测试分析：
第一步、启动测试设备，打开测试软件；
第二步、将硅片置于载物台中间位置；
第三步、检测，曝光时间：1s，光注入浓度：3.06E17个/cm2，测试区域：以裸硅片中心点为原点，对称选择测试区域，面积为100mm2；
第四步、记录所测图样的亮度平均值；
第五步、数据分析，利用散点图分析测试结果，由结果分析可知：硅片图样的平均亮度值180为区分普通多晶硅硅片和太阳能级UMG硅片的判定点，如图1所示。
第六步、根据分析结果，判定：所测图样的亮度平均值大于180时为太阳能级UMG硅片，小于180时为普通多晶硅硅片。
经本发明方法可明显区分普通多晶硅硅片和太阳能级UMG硅片。

Claims (2)

1.一种快速鉴别太阳能级UMG硅片的方法，其特征是：包括下列步骤：
第一步、选取硅片；
第二步、检测：利用具有光致荧光或光致发光测试功能的设备进行测试，要求：曝光时间：1～30s，光注入浓度：5.41E16个/cm2～3.06E17个/cm2；
第三步、数据分析；
第四步、判定：所测试硅片图样的平均亮度值大于180时为太阳能级UMG硅片，小于180时为普通多晶硅硅片。
2.根据权利要求1所述的快速鉴别太阳能级UMG硅片的方法，其特征是：步骤二中，测试区域：以裸硅片中心点为原点，对称选择测试区域，面积为整张硅片的60％；步骤三中，利用柱状图、折线图、散点图等多种制图方法中的一种分析测试结果。
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C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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