cspv电池el黑区问题以及解决方案PPT课件

1、电池EL黑区问题以及解决方案郭宽新 张斌 宋江 吴小元第1页/共23页电池组件EL黑区背景介绍4 多晶电池其他黑区原因与分析主要内容主要内容多晶电池EL黑边以及解决方案第2页/共23页一一. .电池电池ELEL黑区背景介绍黑区背景介绍 ELEL检测原理检测原理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能带图第3页/共23页4硅料硅锭硅片电池片组件一一. .电池电池组件组件ELEL黑边背景黑边背景介绍介绍 -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ELEL黑区最常见的是黑区最常见的是L L型型，I I

2、型型，位错团位错团，以及单晶黑心几种形式以及单晶黑心几种形式第4页/共23页一一. .电池电池ELEL黑区背景介绍黑区背景介绍 电池电池ELEL检测结果检测结果I I边角边角 L L黑边黑边片状污染片状污染絮状黑区絮状黑区断栅断栅黑心片黑心片隐裂隐裂反偏漏电反偏漏电本报告主要研究解决边角黑边问题第5页/共23页一一. .电池电池ELEL黑区背景介绍黑区背景介绍 组件端常见的情况组件端常见的情况黑边，L,I型表面污染位错团位错线/隐裂区最为常见的区最为常见的L,LL,L型黑边，以及位错团和位错线型黑边，以及位错团和位错线第6页/共23页二二 . .多晶电池多晶电池ELEL黑边以及解决方案黑边以及

3、解决方案多晶电池多晶电池ELEL黑边黑边PLDL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。第7页/共23页B12B12A6A6A36A36B30B30B24B24B18B18提高边区少子寿命的有效途径：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。二二 . .多晶电池多晶电池ELEL黑边主要类型黑边主要类型 多晶多晶ELEL黑边硅片分布黑边硅片分布第8页/共2

4、3页B13B18C17C16C15C14红区明显减少传统情况二二 . .多晶电池多晶电池ELEL黑边主要类型黑边主要类型多晶无多晶无ELEL黑边的优势黑边的优势无无ELEL黑边黑边的条的条件件少子寿命低于区域少于8mm局部少子寿命均大于（WT200）统计，经验数据第9页/共23页二二 . .多晶电池多晶电池ELEL黑边主要类型黑边主要类型多晶无多晶无ELEL黑边的优势黑边的优势2014Q42014Q4随机一天的报表数据随机一天的报表数据Eta18.018.218.418.618.8A区B区C区A区B区C区FF7-DPSF7-DP电池工艺中的硅片区域Eta 的变异性图Eta 的变异性图Uoc0.

5、6260.6280.6300.6320.6340.6360.6380.640A区B区C区A区B区C区FF7-DPSF7-DP电池工艺中的硅片区域Uoc 的变异性图Uoc 的变异性图ABC无差异第10页/共23页需要具体改进措施： 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)(a)(b)(b)二二 . .多晶电池多晶电池ELEL黑边解决方案（一）黑边解决方案（一）提高硅锭的绝对少子寿命提高硅锭的绝对少子寿命第11页/共23页硅锭切割示意图硅锭硅锭切割钢线坩埚红区(a)(b)坩埚底部做大后，切

6、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，会降低良率会降低良率。二二 . .多晶电池多晶电池ELEL黑边解决方案（二）黑边解决方案（二）坩埚做大坩埚做大不建议第12页/共23页二二 . .多晶电池多晶电池ELEL黑边解决方案（四）黑边解决方案（四）坩选择铸凝坩埚坩选择铸凝坩埚a1a2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：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 b1b2b2b1第13页/共23页二二 . .多晶电池多晶电池ELEL黑边

7、解决方案（五）黑边解决方案（五）高纯坩埚的应用高纯坩埚的应用高纯坩埚高纯坩埚 原材料高纯（脱氧，除杂质石英）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）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制备高纯层减少基体的污染酸洗坩埚壁掺钡层坩埚壁磨细的高纯石英砂层坩埚壁 A B C 最经济第14页/共23页杂质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。二二 . .多晶电池多晶电池ELEL黑边解决方案（

8、六）黑边解决方案（六）优化工艺周期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）越窄第15页/共23页B13B18C17C16C15C14红区明显减少传统情况二二 . .多晶电池多晶电池ELEL黑边解决方案黑边解决方案小结小结一句话：一句话： 用优质原辅料，采用高纯层铸凝坩埚，控制好长晶，冷却时间第16页/共23页pEL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Cores

9、canEL405nm874nmIQE (高分辨率LBIC测试)高分辨率Corescan三三 . .多晶电池其他常见多晶电池其他常见ELEL黑区黑区 - -表面污染表面污染第17页/共23页激光刻蚀405nm IQE874nm IQEp 测试高分辨率Corescan，接触电阻高，表面污染EL图像405nm IQE874nm IQE三三 . .多晶电池其他常见多晶电池其他常见ELEL黑区黑区 - -表面污染表面污染第18页/共23页LBICLBIC测试测试长短波均异常长短波均异常405nm656nm874nm974nm1#EL405nm656nm874nm974nm10#EL1#1#样品样品405

10、nmIQE未见划痕，其余明显可见小结：电池片浅层（小结：电池片浅层（5m5m）内有异常，更深处）内有异常，更深处也可能有异常也可能有异常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（m）9809995061850186503.44500.5三三 . .多晶电池其他常见多晶电池其他常见ELEL黑区黑区 - -硅片基体缺陷硅片基体缺陷第19页/共23页普通位置可见纹状缺陷群，与EL对应EL异常区不可见缺陷群10#EL10#硅片腐蚀三三 . .多晶电池其他常见多晶电池其他常见ELEL黑区黑区 - -硅片基体缺陷硅片基体缺陷异常区SEM腐蚀后，普通位置可见普通位错群，异常区未见特征形貌位错群小结：EL异常区不是一般腐蚀处理可见的缺陷群第20页/共23页三三 . .多晶电池其他常见多晶电池其他常见ELEL黑区黑区 - -硅片基体缺陷硅片基体缺陷硅片基体出问题了，非隐裂的情况下，什么原因会这样？第21页/共23页总总 结：结： 无无ELEL黑边的硅片，硅片黑边的硅片，硅片A,B,CA,B,C的效率没有差异。的效率没有差异。 解决多晶解决多晶ELEL黑边，最有效的方式：用优