CN115565902A - 一种太阳能电池半成品状态评估方法 - Google Patents
一种太阳能电池半成品状态评估方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115565902A CN115565902A CN202211163138.4A CN202211163138A CN115565902A CN 115565902 A CN115565902 A CN 115565902A CN 202211163138 A CN202211163138 A CN 202211163138A CN 115565902 A CN115565902 A CN 115565902A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- battery
- gray value
- cell
- value
- gray
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
- H01L22/20—Sequence of activities consisting of a plurality of measurements, corrections, marking or sorting steps
- H01L22/24—Optical enhancement of defects or not directly visible states, e.g. selective electrolytic deposition, bubbles in liquids, light emission, colour change
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
本发明涉及一种太阳能电池半成品状态评估方法。本发明包括根据不同类型的电池片以及不同电池工序制作电池灰度值样片；对对应类型的电池片和电池工序下的曝光值进行修正，使得对应类型的电池片和电池工序下PL测试仪测得的电池灰度值样片的测试灰度值与电池灰度值样片的实际灰度值一致；根据对应类型的电池片和电池工序下修正后的曝光值以及PL测试仪对来料电池片进行灰度值检测；根据对来料电池片灰度值的检测结果判断来料电池片是否不良。本发明所述的一种太阳能电池半成品状态评估方法，通过建立每个工序下的PL检测基准，能够对不同类型的电池片以及不同电池工序下的不良半成品进行检测，能够提早发现异常、减少排查难度并减少经济损失。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池制造技术领域，尤其是指一种太阳能电池半成品状态评估方法。
背景技术
从硅片到太阳能电池，在制造过程中会出现过很多质量问题，如隐裂，过程污染污染，硅片同心圆不良，电池低效等不良。这些不良通常需要在制作成电池成品后，具备电极结构时通过电性能测试或EL（Electroluminescent，电致发光）测试才能被发现，具有滞后性，同时不良电池无法返工，造成较大的经济损失。现有技术中也有在丝网工序前的上料端加PL（Photoluminescence，光致发光）仪器对不良挑选，同样通过对不良图像识别，根据要求确认是否返工。
EL测试机理为电致发光成像，利用少数载流子的电致辐射复合发光，对电池片在外加偏压时，PN结的势垒降低，载流子通过势垒注入到扩散区成为非平衡少数载流子(非少子)，不断与多数载流子(多子)复合而发光，被CCD 采集并转换成图像，载流子复合越多，相应的EL 图像越亮，反之图像发暗，可以根据EL图像的明暗结果判断出太阳电池中复合缺陷。
PL测试仪为光致发光成像，无需接触电池，半导体中的电子吸收外界光子后被激发，处于激发态的电子是不稳定的，可以向较低的能级跃迁，以光辐射的形式释放出能量，被CCD相机捕捉并转换为图像。同样可根据PL图像的明暗结果判断出太阳电池中复合缺陷。
以TOPCon（隧穿氧化层钝化接触，Tunnel Oxide Passivated Contact）电池制备工序流程为例，如图1所示，包括制绒工序、扩散工序、去BSG（硼硅玻璃）工序、碱抛工序、Poly（多晶硅）工序、退火工序、去PSG（磷硅玻璃）工序、后清洗工序、ALD（原子层沉积）工序、正膜工序、背膜工序、丝网工序和分检工序，现有不良电池的检验在丝网工序后，通过EL测试挑出；不良半成品在丝网前，通过PL检验挑出。
现有技术无法将PL测试仪检测的灰度值与不同类型及工序下电池片状态形成有效关联，排查不良工序位置难度较大。
发明内容
为此，本发明提供一种太阳能电池半成品状态评估方法，通过建立每个工序下的PL检测基准，能够对不同类型的电池片以及不同电池工序下的不良半成品进行检测，能够提早发现异常、减少排查难度并减少经济损失。
为解决上述技术问题，本发明提供一种太阳能电池半成品状态评估方法，包括：
根据不同类型的电池片以及不同电池工序制作电池灰度值样片；
对对应类型的电池片和电池工序下的曝光值进行修正，使得对应类型的电池片和电池工序下PL测试仪测得的电池灰度值样片的测试灰度值与电池灰度值样片的实际灰度值一致；
根据对应类型的电池片和电池工序下修正后的曝光值以及PL测试仪对来料电池片进行灰度值检测；
根据对来料电池片灰度值的检测结果判断来料电池片是否不良。
在本发明的一种实施方式中，不同的类型的电池片包括多晶、单晶PERC电池、TOPCon电池、HJT电池，不同电池工序包括制绒工序、扩散工序、去BSG工序、碱抛工序、Poly工序、退火工序、去PSG工序、后清洗工序、ALD工序、正膜工序、背膜工序。
在本发明的一种实施方式中，所述利用电池灰度值样片对对应类型的电池片和电池工序下的曝光值进行修正并对PL测试仪进行校准的方法包括：
制作高档、中档、低档这三档灰度值电池片半成品作为电池灰度值样片，高档灰度值电池片半成品的灰度值范围在220-230，中档灰度值电池片半成品的灰度值范围在160-170，低档灰度值电池片半成品的灰度值范围在90-110。
在本发明的一种实施方式中，所述对对应类型的电池片和电池工序下的曝光值进行修正，使得对应类型的电池片和电池工序下PL测试仪测得的电池灰度值样片的测试灰度值与电池灰度值样片的实际灰度值一致的方法包括：
若电池灰度值样片的实际灰度值小于测试灰度值相同时，降低曝光值；
若电池灰度值样片的实际灰度值大于测试灰度值相同时，调高曝光值。
在本发明的一种实施方式中，所述根据对来料电池片灰度值的检测结果判断来料电池片是否不良的方法包括：
若来料电池片灰度值大于或等于电池灰度值样片灰度值，则来料电池片良好；
若来料电池片灰度值小于电池灰度值样片灰度值并与电池灰度值样片相差超过预设阈值时，则来料电池片不良。
在本发明的一种实施方式中，所述根据对来料电池片灰度值的检测结果判断来料电池片是否不良的方法还包括：
若来料电池片灰度值为255，则下调电池灰度值样片的灰度，并降低曝光值的数值，重复测试，直至测试结果小于255。
在本发明的一种实施方式中，若判断来料电池片为不良后，还包括如下步骤：
获取来料电池片PL不良图形；
记录出现不良时各前电池工序中治具结构与硅片接触点位置；
制作出现不良时各前工序治具与电池片接触的接触点位置的菲林图形，所述菲林图形与PL不良图形显示大小一致；
将菲林图形与PL不良图形重合；
根据菲林图形与PL不良图形重合后对照图形识别异常工序及异常位置。
在本发明的一种实施方式中，所述记录出现不良时各前电池工序中治具结构与硅片接触点位置的方法包括：利用autocad等比例绘制治具与电池片配合的图形，并标注接触点，注明工序及名称。
在本发明的一种实施方式中，所述接触点包括背膜工艺点、正膜工艺点、扩散石英舟侧边卡槽、扩散石英舟底部卡槽和湿花篮卡尺。
在本发明的一种实施方式中，所述接触点还包括扩散拖齿。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
本发明所述的一种太阳能电池半成品状态评估方法，通过建立每个工序下的PL检测基准，能够对不同类型的电池片以及不同电池工序下的不良半成品进行检测，制作符合类型的电池片及不同工序下的电池灰度值样片，能够有效避免测试不同工序产线之间的曝光值差异，适应不同类型的电池，保证PL测试仪测试结果的稳定性，克服了原本PL测试仪只有图片显示功能，只能依据需求识别不良，无法对来料电池半成品进行立即判断是否不良的问题。本发明能够提早发现异常、减少排查难度并减少经济损失。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是现有TOPCon电池制造流程图。
图2是本发明的太阳能电池半成品状态评估方法流程图。
图3是本发明的治具示意图。
图4是PL测试图形。
图5是治具与电池片接触的接触点位置的菲林图形实物示意图。
图6是将菲林图形与PL显示图像重叠示意图。
图7为电池片与PL不良图形重合图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
参照图2所示，本发明的一种太阳能电池半成品状态评估方法，包括：
S1：根据不同类型的电池片以及不同电池工序制作电池灰度值样片；
S2：对对应类型的电池片和电池工序下的曝光值进行修正，使得对应类型的电池片和电池工序下PL测试仪测得的电池灰度值样片的测试灰度值与电池灰度值样片的实际灰度值一致；
S3：根据对应类型的电池片和电池工序下修正后的曝光值以及PL测试仪对来料电池片进行灰度值检测；
S4：根据对来料电池片灰度值的检测结果判断来料电池片是否不良。
本发明通过PL测试仪成像图片的亮暗（灰度值0-255），来记录每片来料电池测试灰度值，如图4所示为PL测试图形。本实施例以苏仪德PL测试仪为例。
来料电池状态越好，PL图片越亮，对应灰度值的数值越高；
PL测试仪激光的功率一定，电池片同一片，曝光值一定，灰度值结果一致；
PL测试仪激光的功率一定，电池片同一片，曝光值升高，灰度值越高，曝光值降低，灰度值越低；
PL测试仪激光的功率一定，曝光值一定，电池片半成品来料越好，灰度值越高，电池片半成品来料越差，灰度值越低。
具体地，不同类型的电池片包括多晶、单晶PERC电池（Passivated Emitter andRear Cell，钝化发射极和背面电池）、TOPCon电池、HJT电池（Heterojunction withIntrinsic Thin-layer，本征薄膜异质结电池），不同电池工序包括制绒工序、扩散工序、去BSG工序、碱抛工序、Poly工序、退火工序、去PSG工序、后清洗工序、ALD工序、正膜工序、背膜工序。不同类型的电池片对应不同层次效率，不同工序亮度也不一致，因此，需要制作符合类型的电池片及不同工序下的电池灰度值样片，能够有效避免测试不同工序产线之间的曝光值差异，适应不同类型的电池，保证PL测试仪测试结果的稳定性。
具体地，所述利用电池灰度值样片对对应类型的电池片和电池工序下的曝光值进行修正并对PL测试仪进行校准的方法包括：
制作高档、中档、低档这三档灰度值电池片半成品作为电池灰度值样片，高档灰度值电池片半成品的灰度值范围在220-230，中档灰度值电池片半成品的灰度值范围在160-170，低档灰度值电池片半成品的灰度值范围在90-110。
具体地，所述对对应类型的电池片和电池工序下的曝光值进行修正，使得对应类型的电池片和电池工序下PL测试仪测得的电池灰度值样片的测试灰度值与电池灰度值样片的实际灰度值一致的方法包括：
若电池灰度值样片的实际灰度值小于测试灰度值相同时，降低曝光值；
若电池灰度值样片的实际灰度值大于测试灰度值相同时，调高曝光值。
具体地，所述根据对来料电池片灰度值的检测结果判断来料电池片是否不良的方法包括：
若来料电池片灰度值大于或等于电池灰度值样片灰度值，则来料电池片良好；
若来料电池片灰度值小于电池灰度值样片灰度值并与电池灰度值样片相差超过预设阈值时，则来料电池片不良。
具体地，由于依照现有PL测试仪参数设定，激光功率和曝光值一定时，由于灰度值的范围为0-255，故当测试显示超过灰度值上限255后仍显示255，此时数据失真，无法根据数值监控，同时图片发白也将无法根据图片识别表面缺陷。因此，本实施例中，所述根据对来料电池片灰度值的检测结果判断来料电池片是否不良的方法还包括：
若来料电池片灰度值为255，则下调电池灰度值样片的灰度，并降低曝光值的数值，重复测试，直至测试结果小于255。
例如，电池灰度值样片的灰度值为180，测试灰度值为180，则PL测试仪正常使用；
此时，若生产线上来料电池片之前灰度值均在170，目前测试灰度值均达到或接近255，说明来料电池片的状态变好，目前的曝光值已不适用，需要将原本的电池灰度值样的灰度值需要重新定义，假设整体下调30，即将灰度值180变为150，降低曝光值的数值，重新测试直到测试结果为150。
若生产线上来料电池片之前的灰度值均在170，目前测试灰度值均接近100，说明来料差，则反馈前道工序排查。
当电池灰度值样片的灰度值为180，测试灰度值255，则PL测试仪需要检查参数设定，降低曝光值。
当电池灰度值样片的灰度值为180，测试灰度值150，则PL测试仪需要检查参数设定，调高曝光值。
本实施例中，PL测试仪将每个工序下的来料电池片的灰度值数据上传给mes系统，在mes系统中设定报警功能，当灰度值超过设定阈值时，进行实时报警，并通过mes系统按日期、时间、班次和线别进行灰度值数据的处理，进而统计灰度值的均值趋势与分布，与电池片效率及低效挂钩。
具体地，若判断来料电池片为不良后，还包括如下步骤：
S5：获取来料电池片PL不良图形；
S6：以目前生产的硅片尺寸为182mm*182mm为例，记录出现不良时各前电池工序中治具结构与硅片接触点位置；
S7：利用autocad进行1:1等比例绘制治具与电池片配合的图形，并在图形空白区域标注接触点，注明工序及名称；各个生产工序均使用不同的治具，本实施例的治具以花篮、石英舟、石墨舟为例。
S8：依据PL不良图形的显示大小，将CAD图片大小调整至一致，如图7所示，由于PL不良图形与电池片大小不一，为了方便确定PL不良图形的不良位置，需放大CAD图片使其与PL不良图形大小一致；
S9：根据CAD图片制作出现不良时各前工序治具与电池片接触的接触点位置的菲林图形，如图5所示；
S10：将菲林图形与PL不良图形重合，如图6所示；
S11：根据菲林图形与PL不良图形重合后对照图形识别异常工序及异常位置。
具体地，如图3所示，所述接触点包括背膜工艺点100（石墨舟中的工艺卡点）、正膜工艺点200（石墨舟中的工艺卡点）、扩散石英舟侧边卡槽300、扩散石英舟底部卡槽400、湿花篮卡尺500（花篮中的结构）和扩散拖齿600（为扩散工序上下料机的一个机构，动作时与电池片接触）。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种太阳能电池半成品状态评估方法，其特征在于，包括：
根据不同类型的电池片以及不同电池工序制作电池灰度值样片；
对对应类型的电池片和电池工序下的曝光值进行修正，使得对应类型的电池片和电池工序下PL测试仪测得的电池灰度值样片的测试灰度值与电池灰度值样片的实际灰度值一致；
根据对应类型的电池片和电池工序下修正后的曝光值以及PL测试仪对来料电池片进行灰度值检测；
根据对来料电池片灰度值的检测结果判断来料电池片是否不良。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能电池半成品状态评估方法，其特征在于，不同类型的电池片包括多晶、单晶PERC电池、TOPCon电池、HJT电池，不同电池工序包括制绒工序、扩散工序、去BSG工序、碱抛工序、Poly工序、退火工序、去PSG工序、后清洗工序、ALD工序、正膜工序、背膜工序。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能电池半成品状态评估方法，其特征在于，所述利用电池灰度值样片对对应类型的电池片和电池工序下的曝光值进行修正并对PL测试仪进行校准的方法包括：
制作高档、中档、低档这三档灰度值电池片半成品作为电池灰度值样片，高档灰度值电池片半成品的灰度值范围在220-230，中档灰度值电池片半成品的灰度值范围在160-170，低档灰度值电池片半成品的灰度值范围在90-110。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能电池半成品状态评估方法，其特征在于，所述对对应类型的电池片和电池工序下的曝光值进行修正，使得对应类型的电池片和电池工序下PL测试仪测得的电池灰度值样片的测试灰度值与电池灰度值样片的实际灰度值一致的方法包括：
若电池灰度值样片的实际灰度值小于测试灰度值相同时，降低曝光值；
若电池灰度值样片的实际灰度值大于测试灰度值相同时，调高曝光值。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能电池半成品状态评估方法，其特征在于，所述根据对来料电池片灰度值的检测结果判断来料电池片是否不良的方法包括：
若来料电池片灰度值大于或等于电池灰度值样片灰度值，则来料电池片良好；
若来料电池片灰度值小于电池灰度值样片灰度值并与电池灰度值样片相差超过预设阈值时，则来料电池片不良。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能电池半成品状态评估方法，其特征在于，所述根据对来料电池片灰度值的检测结果判断来料电池片是否不良的方法还包括：
若来料电池片灰度值为255，则下调电池灰度值样片的灰度，并降低曝光值的数值，重复测试，直至测试结果小于255。
7.根据权利要求1所述的一种太阳能电池半成品状态评估方法，其特征在于，若判断来料电池片为不良后，还包括如下步骤：
获取来料电池片PL不良图形；
记录出现不良时各前电池工序中治具结构与硅片接触点位置；
制作出现不良时各前工序治具与电池片接触的接触点位置的菲林图形，所述菲林图形与PL不良图形显示大小一致；
将菲林图形与PL不良图形重合；
根据菲林图形与PL不良图形重合后对照图形识别异常工序及异常位置。
8.根据权利要求7所述的一种太阳能电池半成品状态评估方法，其特征在于，所述记录出现不良时各前电池工序中治具结构与硅片接触点位置的方法包括：利用autocad等比例绘制治具与电池片配合的图形，并标注接触点，注明工序及名称。
9.根据权利要求7所述的一种太阳能电池半成品状态评估方法，其特征在于，所述接触点包括背膜工艺点、正膜工艺点、扩散石英舟侧边卡槽、扩散石英舟底部卡槽和湿花篮卡尺。
10.根据权利要求9所述的一种太阳能电池半成品状态评估方法，其特征在于，所述接触点还包括扩散拖齿。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211163138.4A CN115565902A (zh) | 2022-09-23 | 2022-09-23 | 一种太阳能电池半成品状态评估方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211163138.4A CN115565902A (zh) | 2022-09-23 | 2022-09-23 | 一种太阳能电池半成品状态评估方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115565902A true CN115565902A (zh) | 2023-01-03 |
Family
ID=84741426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211163138.4A Pending CN115565902A (zh) | 2022-09-23 | 2022-09-23 | 一种太阳能电池半成品状态评估方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115565902A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116740073A (zh) * | 2023-08-16 | 2023-09-12 | 江苏森标科技有限公司 | 基于石墨舟视觉图像的太阳能电池片缺陷检测方法及系统 |
| CN117132559A (zh) * | 2023-08-16 | 2023-11-28 | 佛山职业技术学院 | 一种光伏组件组装工序管理用监测系统 |
-
2022
- 2022-09-23 CN CN202211163138.4A patent/CN115565902A/zh active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116740073A (zh) * | 2023-08-16 | 2023-09-12 | 江苏森标科技有限公司 | 基于石墨舟视觉图像的太阳能电池片缺陷检测方法及系统 |
| CN116740073B (zh) * | 2023-08-16 | 2023-10-20 | 江苏森标科技有限公司 | 基于石墨舟视觉图像的太阳能电池片缺陷检测方法及系统 |
| CN117132559A (zh) * | 2023-08-16 | 2023-11-28 | 佛山职业技术学院 | 一种光伏组件组装工序管理用监测系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN115565902A (zh) | 一种太阳能电池半成品状态评估方法 | |
| US8483476B2 (en) | Photovoltaic cell manufacturing | |
| TWI609177B (zh) | 晶圓成像及處理方法與裝置 | |
| US8355563B2 (en) | Photovoltaic devices inspection apparatus and method of determining defects in photovoltaic device | |
| US8698083B2 (en) | Solar cell evaluation method, evaluation device, maintenance method, maintenance system, and method of manufacturing solar cell module | |
| CN109084957A (zh) | 光伏太阳能晶硅电池片的缺陷检测和颜色分选方法及其系统 | |
| TW201330136A (zh) | 藉由光學影像品質檢定光伏電池用矽晶圓 | |
| CN108456864B (zh) | 外延层的生长设备和外延层生长过程中的缺陷检测方法 | |
| EP2264781A1 (en) | Solar cell manufacturing method, solar cell manufacturing device, and solar cell | |
| CN103645211B (zh) | 监控电子束缺陷扫描仪灵敏度的方法 | |
| KR101068356B1 (ko) | 화상처리를 이용한 디스플레이 패널의 픽셀 불량 검사 방법 | |
| KR20130099551A (ko) | 태양전지 웨이퍼 비전 검사기의 카메라 시스템 | |
| Ayedh et al. | Fast wafer-level characterization of silicon photodetectors by photoluminescence imaging | |
| TWI417559B (zh) | 太陽能電池的電性分析方法 | |
| CN113921411A (zh) | 提高单晶光伏组串虚焊识别率的方法 | |
| CN112582383B (zh) | 芯片结构及芯片检测方法 | |
| CN113643995A (zh) | 一种检测方法和装置 | |
| CN112038248A (zh) | 半导体缺陷扫描程式建立方法及其建立系统 | |
| KR101453033B1 (ko) | 에피택셜 웨이퍼의 에피 적층결함 검출방법 | |
| JP2012043870A (ja) | 太陽電池モジュールの製造方法 | |
| CN116230576B (zh) | 快速建立暗场缺陷扫描检测体系的方法 | |
| US20240047278A1 (en) | Method for detecting back surface of wafer | |
| Trupke et al. | Luminescence imaging: an ideal characterization tool for silicon | |
| CN115483145A (zh) | 适用于碳化硅fab厂的aoi的晶圆吸附装置及aoi设备 | |
| CN114372230A (zh) | 一种基于电池效率的光伏组件el测试评估系统及方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |