如何控制和提高单晶硅片的质量

1、如何控制和提高单晶硅片质量2007年12月概要硅材料在在光伏产产业链的的位置单晶硅片片质量影影响因素素新工艺路路径关键意识识LONGi质量量控制过过程简介介有待改进进的工作作认识误区区总结及期期望内容概要国际市场场对中国国太阳能能光伏产产品质量量的不信信任一直直伴随着着中国太太阳能光光伏产业业近几年年的飞速速发展，如不重重视并解解决这个个问题，中国太太阳能光光伏产业业链上的的几百家家企业将将面临严严重的发发展甚至至生存问问题。单单晶硅片片作为这这个链条条上的一一个重要要环节，其产品品质量的的好坏直直接影响响着太阳阳能电池池组件的的内在品品质。单晶硅片片的品质质对太阳阳能电池池组件品品质的相相关

2、性在在两个层层面上体体现，一一是通过过改变大大的工艺艺路线实实现对太太阳能电电池组件件品质具具备良性性影响的的方法，如提供供FZ、MCZ、掺镓镓单晶硅硅片取代代传统的的掺棚CZ单晶晶硅片，通过改改善硅片片本身的的内在特特性，来来实现高高的光电电转换效效率，避避免或大大幅度减减少衰减减效应，从而为为获得高高效低衰衰减电池池提供可可能的硅硅材料；二是在在大的工工艺路线线一定的的情况下下（目前前主要是是CZ法法），通通过此环环节中原原料处理理过程、单晶生生长过程程及硅片片加工过过程的有有效控制制实现此此工艺路路线下质质量有保保障的单单晶硅片片，从而而使太阳阳能电池池组件的的质量能能纳入控控制，消消除

3、国际际市场对对中国制制造的不不良印象象，从而而提高中中国光伏伏产业链链的国际际竞争力力。硅材料在在光伏产产业链的的位置基本功能能材料产业链的的中上游游对产业链链最终产产品的内内在质量量起决定定性影响响目前是主主要的成成本影响响因素，长期看看不构成成对成本本的重要要影响单晶硅片片质量影影响因素素1、纯度度2、晶体体缺陷及生长工工艺控制制3、硅片片加工缺缺陷少子寿寿命碳含量量径向电电阻率不不均匀性性（补偿偿度）晶界、位错、孔洞热应力力、棒加加工表面面质量电阻率率参数控控制线痕及及崩缺表面清清洗质量量厚度参参数控制制单晶硅片片质量影影响因素素各生产环环节对硅硅片质量量影响程程度表硅片参数原材料单晶生

4、长硅片加工硅棒加工型号、掺杂剂（P/B）/100%/晶向 30/90%1%9%外形尺寸/9%1%90%电阻率范围/90%10%/径向电阻率不均匀性50%50%/少数载流子寿命90%10%/碳含量60%40%/氧含量/100%/位错/晶界/100%/厚度范围/100%/总厚度变化(TTV)/100%/弯曲度(BOW)/20%80%/弯曲度2(应力片)/90%10%/崩边缺口/50%50%表面质量(线痕沾污)/100%/单晶硅片片质量影影响因素素对电池转转换效率率的影响响纯度晶体结结构完整整性生产控控制少子寿寿命碳含量量应力片片位错其他参参数电池转换换效率单晶硅片片质量影影响因素素对效率衰衰减的影

5、影响纯度晶体生生长工艺艺晶体结结构完整整性少子寿寿命氧含量量硼含量量应力片片位错电池效率率的衰减减新工艺路路径因硼氧复复合体不不可避免免地导致致效率衰衰减，围围绕减低低单晶硅硅中硼、氧含量量的目标标出现新新的工艺艺方法（PK常常规的掺掺硼CZ单晶硅硅）：FZMCZ掺镓单晶晶硅掺磷单晶晶硅的应应用上图引自自：12thWorkshoponCrystallineSiliconSolarCell MaterialsandProcesses,Breckenridge, Colorado,August2002LIGHT-INDUCED DEGRADATION IN CZ SILICONSOLARCELLS

6、:FUNDAMENTAL UNDERSTANDINGAND STRATEGIESFOR ITSAVOIDANCEJan Schmidtand RudolfHezel上图引自自：12thWorkshoponCrystallineSiliconSolarCell MaterialsandProcesses,Breckenridge, Colorado,August2002LIGHT-INDUCED DEGRADATION IN CZ SILICONSOLARCELLS:FUNDAMENTAL UNDERSTANDINGAND STRATEGIESFOR ITSAVOIDANCEJan Schmid

7、tand RudolfHezel在大的工工艺路线线一定的的情况下下（目前前主要是是掺硼CZ法），通过过此环节节中原料料处理过过程、单单晶生长长过程及及硅片加加工过程程的有效效控制实实现此工工艺路线线下质量量有保障障的单晶晶硅片，从而使使太阳能能电池组组件的质质量能纳纳入控制制 ,这这些是我我们此环环节目前前的重点点工作,也是上上面所谈谈到新工工艺的基基础工作作。关键意识识高纯意识识硅是我们们人类可可以做得得最纯的的元素高纯意识识要贯穿穿我们生生产的所所有环节节完美意识识完美晶体体过程完美美结果完美美管理和控控制意识识不仅要认认识到，还要做做到LONGi质量量控制过过程介绍绍原料处理理西安隆隆基

8、硅技技术有限限公司单晶硅棒棒生产西安矽矽美单晶晶硅有限限公司宁夏隆隆基硅材材料有限限公司嘉祥正正大电子子有限公公司硅片加工工西安华华晶电子子技术有有限公司司 LONGi集团团的组成成原料分选选真正选出不可可用部分分将可用部部分分类类原料清洗洗将沾污（非硅物物质）去去除去除杂质质扩散层LONGi质量量控制过过程介绍绍原料处理理过程原料处理理结果无非硅物物质无重掺原原料无表面面沾污用料原则则无法识识别-不不用！来源不不清-不不用！太阳能能级锅底底料-不不用！意识体现现高纯、过过程控制制LONGi质量量控制过过程介绍绍原料处理理结果要要求单晶生产产高纯卫生制度度的实施施拉速的控控制（稳稳定）电阻率率

9、的控制制（1-2cm）单晶棒加加工机械应力消除除表面质量量控制LONGi质量量控制过过程介绍绍单晶硅棒棒生产过过程检测控制制少子寿命命彻底杜杜绝位错错单晶质量反馈馈可追诉诉性保持持异常情情况的即时反馈（4月底中中硅料案案例）新技术术的研究究与推广广意识体现现高纯、完完美、过过程控制制LONGi质量量控制过过程介绍绍单晶硅棒棒的结果果要求切片生产产线径与砂砂粒度的的选择切速的控控制LONGi质量量控制过过程介绍绍硅片加工工过程硅片清洗洗高纯概概念的应应用水温渐变变对硅片片应力的的影响检测控制制厚度分档档检测标准的执行（最后一一道防线线）质量反馈馈可追诉诉性保持持异常情情况的即时反馈新技术术的研究

10、究与推广广意识体现现高纯、完完美、过过程控制制LONGi质量量控制过过程介绍绍硅片的结结果要求求真正按ISO9000的要要求和精精神进行行质量管管理全过程贯贯穿高纯纯、完美美与控制制的思想想要按做半半导体级级硅片的的标准要要求，才才能做出出好的太太阳能级级硅片LONGi质量量控制过过程介绍绍总结单晶切切方加工工质量控控制（从从单晶炉炉出来到到上线切切机前的的过程控控制）MCZ单晶生生长方式式的应用用加快向向国际先先进质量量管理模模式的迈迈进速度度有待改进进的工作作太阳能电电池级硅硅片质量量要求低低，实现现容易X所有提提高硅片片质量的的控制措措施都会会使成本本上升X浇铸多多晶硅片片都可以以使用，

11、位错硅硅片就一一定可以以使用X国外有有公司使使用一定定比例的的物理法法提纯的的原料用用于太阳阳能级硅硅片的生生产，我我们也可可以用X认识误区区高品质的的单晶硅硅片是在在全过程程具备高高纯意识识的前提提下，用用追求完完美的态态度和有有效的管管理控制制措施所所生产出出来的。个别企企业不科科学、不不负责任任的做法法（如反反掺控制制电阻率率）是对对我们这这个专业业的亵渎渎，对这这个行业业具有很很大的破破坏性。太阳能能级硅片片并不是是低品质质的硅片片，大家家要按做做半导体体级硅片片的标准准要求，才能做做出好的的太阳能能级硅片片。从长期期方面讲讲，单晶晶硅片在在光伏产产业链中中不是成成本的重重要影响响因素，而