CSPV-电池EL黑区问题以及解决方案汇总.pptx

电池EL黑区问题以及解决方案 2015. 11.05 郭宽新 张斌 宋江 吴小元 主要内容 一.电池EL黑区背景介绍 ——EL检测原理 EL实验装置示意图 光强与少子扩散长度的关系曲线 EL原理能带图 (a)0偏压下P-N结能带图，(b)正向偏压下P-N能带图 4 硅料 硅锭 硅片 电池片 组件 一.电池组件EL黑边背景介绍 --EL黑区来源 L型 I型 位错团 污染 断删 表面异常 隐裂 划痕 隐裂 虚焊 整体发暗 EL黑区最常见的是L型，I型，位错团，以及单晶黑心几种形式 一.电池EL黑区背景介绍 ——电池EL检测结果 I边角 L黑边 片状污染 絮状黑区 断栅 黑心片 隐裂 反偏漏电 本报告主要研究解决边角黑边问题 一.电池EL黑区背景介绍 ——组件端常见的情况 黑边，L,I型 表面污染 位错团 位错线/隐裂 区最为常见的L,L型黑边，以及位错团和位错线 二 .多晶电池EL黑边以及解决方案——多晶电池EL黑边 PL DL扫描图 IQE扫描图（874nm） 通过PL和IQE扫描测试，判断电池EL图像黑区是硅片的少子寿命较低导致的。 提高边区少子寿命的有效途径： 坩埚做大，把硅锭边沿切除，彻底消除黑边。 坩埚（及其他辅料）纯度提高，减少坩埚对硅锭的污染，减轻污染。 硅锭本身少子寿命提高，锭在受到坩埚污染后，少子寿命绝对值依旧比较高，不至于复合严重导致黑边。 二 .多晶电池EL黑边主要类型 ——多晶EL黑边硅片分布 红区明显减少 传统情况 二 .多晶电池EL黑边主要类型——多晶无EL黑边的优势 无EL黑边 的条件 少子寿命低于1.5us区域少于8mm 局部少子寿命均大于1.5us（WT200） 统计，经验数据 二 .多晶电池EL黑边主要类型——多晶无EL黑边的优势 2014Q4随机一天的报表数据 ABC无差异 需要具体改进措施： 原生硅的比例提高,一级正料比例增加。增加成本，不太现实 坩埚喷涂辅料（氮化硅，硅溶胶）全部采购进口产品。 坩埚喷涂减少硅溶胶的使用，降低氧含量。 (a) (b) 二 .多晶电池EL黑边解决方案（一）——提高硅锭的绝对少子寿命 硅锭切割示意图 坩埚底部做大后，切割完成后边区小锭的红区明显减少。但是这样做并不会减少红区的宽度，而是边区切除的宽度更宽，而且在投炉量基本不变的情况下，铸锭高度会降低，会降低良率。 二 .多晶电池EL黑边解决方案（二）——坩埚做大 不建议 二 .多晶电池EL黑边解决方案（四）——坩选择铸凝坩埚 a1 a2 铸凝与铸浆的工艺差异，造成两类坩埚尺寸有差异，相同工艺条件下回出现： a1=a2 b1b2 b2 b1 二 .多晶电池EL黑边解决方案（五）——高纯坩埚的应用 高纯坩埚 原材料高纯（脱氧，除杂质石英） 坩埚成型后纯化（酸浸，气固氧化） 制备高纯层减少基体的污染 最经济 杂质Fe在硅锭中的扩散深度与温度曲线 工艺时间越长铸锭温度越高，硅锭接触坩埚时间越长、杂质扩散越快，杂质扩散到硅锭内部越深，红区范围就越大。但是缩短工艺时间和降低铸锭温度可能会引入更多的结构缺陷，工艺上很难有突破。 二 .多晶电池EL黑边解决方案（六）——优化工艺周期 硅锭在高温下停留的时间越短对应的红区（杂质扩散长度）越窄 红区明显减少 传统情况 二 .多晶电池EL黑边解决方案——小结 一句话： 用优质原辅料，采用高纯层铸凝坩埚，控制好长晶，冷却时间 EL图上的黑条斑处的短波IQE却是比周围的高，而Corescan显示该处的接触电阻特别高。有一种可能是黑斑处的方块电阻异常高 针对EL黑色区域，测试高分辨率LBIC（核查黑斑是源自前表面还是体内）以及Corescan EL 405nm 874nm IQE (高分辨率LBIC测试) 高分辨率Corescan 三 .多晶电池其他常见EL黑区— --表面污染 激光刻蚀 405nm IQE 874nm IQE 测试高分辨率Corescan，接触电阻高，表面污染 EL图像 405nm IQE 874nm IQE 三 .多晶电池其他常见EL黑区— --表面污染 LBIC测试——长短波均异常 1#样品 405nmIQE未见划痕，其余明显可见 小结：电池片浅层（5μm）内有异常，更深处也可能有异常 10#样品 405nmIQE絮状不明显，其余明显可见 异常原因同1#样品 波长与注入深度对照表 激光波长（nm) 注入硅深度（μm） 980 99 950 61 850 18 650 3.4 450 0.5 三 .多晶电池其他常见EL黑区— --硅片基体缺陷 三 .多晶电池其他常见EL黑区— --硅片基体缺陷 腐蚀后，普通位置可见