CN108445006A - 多晶硅锭整锭光电转化效率分布的表征方法及比较方法 - Google Patents

多晶硅锭整锭光电转化效率分布的表征方法及比较方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种多晶硅锭整锭光电转化效率分布的表征方法及比较方法，包括如下步骤：步骤1：将多晶硅锭整锭切片，得到若干个硅片；步骤2：对步骤1所得若干个硅片分别进行PL检测，得到各个硅片的位错密度；步骤3：选取n个区间(xi，xi+1](i＝1，n；xi<xi+1)，x1不大于所述位错密度的最小值，xn不小于所述位错密度的最大值；分别找到位错密度在区间(xi，xi+1](i＝1，n)内的硅片的数量ni，计算频率fi＝ni/N，N＝n1+n2+……+nn；步骤4：建立区间(xi，xi+1]为横坐标，fi为纵坐标的区间/频率直方图；步骤5：将所述区间/频率直方图拟合成位错密度/频率曲线。本发明可以直观表征整锭的位错密度的分布情况，为技术人员提供改进方向，通过曲线比较不同整锭的光电转化效率。

Description

多晶硅锭整锭光电转化效率分布的表征方法及比较方法
技术领域
本发明涉及表征多晶硅锭光电转化效率分布技术领域，具体涉及一种多晶硅锭整锭光电转化效率分布的表征方法及比较方法。
背景技术
在多晶铸锭中，因为杂质的分凝和位错的繁殖，热场的不均匀性，导致不同大锭之间、同一大锭不同位置的效率差异较大。如何提高整个大锭的平均效率是多晶硅片生产企业面临的重要课题。当前工艺和热场改善的实验锭效果追踪主要靠将硅片收集起来，发电池端进行效率测试，周期长，受电池端的工艺影响，还有一定的不确定性。
光致发光(Photo luminescence,PL)是一种依赖外界光源进行照射，使物体获得能量，产生激发导致发光的现象。PL能够检测材料的结构、成分及环境原子排列的信息，是一种非破坏性的、灵敏度高的分析方法，因而被应用于众多领域中。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多晶硅锭整锭光电转化效率分布的表征方法及比较方法，可为多晶效率改进实验提供快速准确的依据。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
为此，本发明的技术方案如下：
一种多晶硅锭整锭光电转化效率分布的表征方法，包括如下步骤：
步骤1：将多晶硅锭整锭切片，得到若干个硅片；
步骤2：对步骤1所得若干个硅片分别进行PL检测，得到各个硅片的位错密度；
步骤3：选取n个区间(xi，xi+1](i＝1，n；xi<xi+1)，x1不大于各个硅片的位错密度中的最小值，xn不小于各个硅片的位错密度中的最大值；分别找到位错密度在区间(xi，xi+1](i＝1，n)内的硅片的数量ni，计算频率fi＝ni/N，N＝n1+n2+……+nn；
步骤4：建立以区间(xi，xi+1]为横坐标，fi为纵坐标的区间/频率直方图。
不同多晶硅锭整锭光电转化效率的比较方法，包括如下步骤：
步骤1：将不同多晶硅锭整锭的区间/频率直方图分别拟合成位错密度/频率曲线；
步骤2：根据位错密度/频率曲线对多晶硅锭整锭的光电转化效率的优劣进行比较：
首要条件：不同多晶硅锭整锭记为样本1、样本2，如果样本1的峰值对应的位错密度大于样本2的峰值对应的位错密度，则样本1的光电转化效率优于样本2；
补充条件：如果样本1和样本2的峰值对应的位错密度相同或相近，将样本1的曲线分为两类，一类位于样本2曲线的上方，另一类位于样本2曲线的下方，该两类曲线对应的横坐标区间总长度分别为a、b，如果a>b，则样本1光电转化效率优于样本2的光电转化效率，反之则样本2光电转化效率优于样本1的光电转化效率。
有益效果：本发明将整锭切片，进行全部硅片的PL检测，再进一步利用整锭的硅片的位错密度数据建立位错密度区间/频率直方图，通过位错密度区间/频率直方图可直观地了解整锭位错密度的分布情况，为技术人员提供改进的方向，比如设定位错<1为低位错段，该段的频率越高越好，主要可通过晶粒形核和初始长晶进行调整，位错大于6为高位错段，该段的频率越低越好，主要可通过中后期的长晶进行调整。将错密度区间/频率直方图拟合成位错密度/频率曲线，通过不同多晶硅锭整锭的位错密度/频率曲线可比较不同多晶硅锭整锭的光电效率的优劣。
附图说明
图1是位错密度区间/频率直方图；
图2是位错密度/频率曲线。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
本实施例包括如下步骤：
1、将多晶硅整锭切片，得到30000个硅片，分别对30000个硅片进行PL检测，得到30000个位错密度数据，将30000个位错密度数据由低到高顺序排列，得到数据集(0.05,12.58)；
2、针对分析需求，可定义不同的区间；本实施例选取的区间为：(0，0.8]、(0.8，1]、(1，1.3]、(1.3，1.9]、(1.9，2.6]、(2.6，3.4]、(3.4，4]、(4，4.5]、(4.5，5]、(5，5.8]、(5.8，6.3]、(6.3，13]；位错密度在上述各个区间内的硅片的数量分别为：942、3741、6834、5739、5322、3267、1764、1149、543、417、159、126，计算得到频率分别为3.14、12.47、22.78、19.13、17.74、10.89、5.88、3.83、1.81、1.39、0.53、0.42；
3、设定以步骤2中区间为横坐标，频率为纵坐标的区间/频率直方图，如图1所示；
4、将所述区间/频率直方图拟合成曲线，得到所述多晶硅整锭的区间/频率曲线。
通过不同多晶硅整锭样本的位错密度/频率曲线可以对不同多晶硅整锭进行光电转化效率比较，具体方法如下：
多晶硅整锭样本1和样本2的位错密度/频率曲线如图2所示，图2中横坐标为位错密度，纵坐标为频率。
优先条件Y：曲线横坐标从左到右对应光电转化效率劣到优；
补充条件C：曲线纵坐标从下到上对应光电转化效率劣到优；
整体条件A：曲线峰值对应的区间离原点距离H，从近到远对应光电转化效率劣到优；
满足情况①条件：如果A满足H1>H2，则样本1的光电转化效率优于样本2的光电转化效率；
满足情况②条件：如果A条件相近，则Y、C条件结合对比；将样本1的曲线分为两段，一段位于样本2曲线的上方，另一段位于样本2曲线的下方，该两段曲线对应的横坐标区间总长度分别为a、b，如果a>b，则样本1光电转化效率优于样本2的光电转化效率，反之则样本2光电转化效率优于样本1的光电转化效率。
上述多晶硅锭效率优劣的判断方法基于的原理是平均位错密度越低，电池转换效率越高。可以为技术人员提供改进的方向，比如设定位错密度<1为低位错段，该段的频率越高越好，主要是通过晶粒形核和初始长晶进行调整。位错密度大于6为高位错段，该段的频率越低越好，主要通过中后期的长晶进行调整。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种多晶硅锭整锭光电转化效率分布的表征方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：将多晶硅锭整锭切片，得到若干个硅片；
步骤2：对步骤1所得若干个硅片分别进行PL检测，得到各个硅片的位错密度；
步骤3：选取n个区间(xi，xi+1](i＝1，n；xi<xi+1)，x1不大于各个硅片的位错密度中的最小值，xn不小于各个硅片的位错密度中的最大值；分别找到位错密度在区间(xi，xi+1](i＝1，n)内的硅片的数量ni，计算频率fi＝ni/N，N＝n1+n2+……+nn；
步骤4：建立以区间(xi，xi+1]为横坐标，fi为纵坐标的区间/频率直方图。
2.根据权利要求1所述表征方法的不同多晶硅锭整锭光电转化效率的比较方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：将不同多晶硅锭整锭的区间/频率直方图分别拟合成位错密度/频率曲线；
步骤2：根据位错密度/频率曲线对不同多晶硅锭整锭的光电转化效率的优劣进行比较：
首要条件：不同多晶硅锭整锭记为样本1、样本2，如果样本1的峰值对应的位错密度大于样本2的峰值对应的位错密度，则样本1的光电转化效率优于样本2；
补充条件：如果样本1和样本2的峰值对应的位错密度相同或相近，将样本1的曲线分为两类，一类位于样本2曲线的上方，另一类位于样本2曲线的下方，该两类曲线对应的横坐标区间总长度分别为a、b，如果a>b，则样本1光电转化效率优于样本2的光电转化效率，反之则样本2光电转化效率优于样本1的光电转化效率。
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