CSPV-電池EL黑區(qū)問題以及解決方案

電池EL黑區(qū)問題以及解決方案 2015.11.05郭寬新張斌宋江吳小元電池組件EL黑區(qū)背景介紹14多晶電池其他黑區(qū)原因與分析3主要內(nèi)容2多晶電池EL黑邊以及解決方案一.電池EL黑區(qū)背景介紹——EL檢測原理EL實驗裝置示意圖光強與少子擴散長度的關(guān)系曲線EL原理能帶圖(a)0偏壓下P-N結(jié)能帶圖，(b)正向偏壓下P-N能帶圖4硅料硅錠硅片電池片組件一.電池組件EL黑邊背景介紹--EL黑區(qū)來源L型I型位錯團污染斷刪表面異常隱裂劃痕隱裂虛焊整體發(fā)暗EL黑區(qū)最常見的是L型，I型，位錯團，以及單晶黑心幾種形式一.電池EL黑區(qū)背景介紹——電池EL檢測結(jié)果I邊角L黑邊片狀污染絮狀黑區(qū)斷柵黑心片隱裂反偏漏電本報告主要研究解決邊角黑邊問題一.電池EL黑區(qū)背景介紹——組件端常見的情況黑邊，L,I型表面污染位錯團位錯線/隱裂區(qū)最為常見的L,L型黑邊，以及位錯團和位錯線二.多晶電池EL黑邊以及解決方案——多晶電池EL黑邊PLDL掃描圖IQE掃描圖（874nm）通過PL和IQE掃描測試，判斷電池EL圖像黑區(qū)是硅片的少子壽命較低導致的。B12A6A36B30B24B18提高邊區(qū)少子壽命的有效途徑：坩堝做大，把硅錠邊沿切除，徹底消除黑邊。坩堝（及其他輔料）純度提高，減少坩堝對硅錠的污染，減輕污染。硅錠本身少子壽命提高，錠在受到坩堝污染后，少子壽命絕對值依舊比較高，不至于復合嚴重導致黑邊。二.多晶電池EL黑邊主要類型——多晶EL黑邊硅片分布B13B18C17C16C15C14紅區(qū)明顯減少傳統(tǒng)情況二.多晶電池EL黑邊主要類型——多晶無EL黑邊的優(yōu)勢無EL黑邊的條件少子壽命低于1.5us區(qū)域少于8mm局部少子壽命均大于1.5us（WT200）統(tǒng)計，經(jīng)驗數(shù)據(jù)二.多晶電池EL黑邊主要類型——多晶無EL黑邊的優(yōu)勢2014Q4隨機一天的報表數(shù)據(jù)ABC無差異需要具體改進措施：原生硅的比例提高,一級正料比例增加。增加成本，不太現(xiàn)實坩堝噴涂輔料（氮化硅，硅溶膠）全部采購進口產(chǎn)品。坩堝噴涂減少硅溶膠的使用，降低氧含量。(a)(b)二.多晶電池EL黑邊解決方案（一）——提高硅錠的絕對少子壽命硅錠切割示意圖硅錠硅錠切割鋼線坩堝紅區(qū)(a)(b)坩堝底部做大后，切割完成后邊區(qū)小錠的紅區(qū)明顯減少。但是這樣做并不會減少紅區(qū)的寬度，而是邊區(qū)切除的寬度更寬，而且在投爐量基本不變的情況下，鑄錠高度會降低，會降低良率。二.多晶電池EL黑邊解決方案（二）——坩堝做大不建議二.多晶電池EL黑邊解決方案（四）——坩選擇鑄凝坩堝a1a2鑄凝與鑄漿的工藝差異，造成兩類坩堝尺寸有差異，相同工藝條件下回出現(xiàn)：a1=a2b1<b2b2b1二.多晶電池EL黑邊解決方案（五）——高純坩堝的應用高純坩堝原材料高純（脫氧，除雜質(zhì)石英）坩堝成型后純化（酸浸，氣固氧化）制備高純層減少基體的污染酸洗坩堝壁摻鋇層坩堝壁磨細的高純石英砂層坩堝壁ABC最經(jīng)濟雜質(zhì)Fe在硅錠中的擴散深度與溫度曲線工藝時間越長鑄錠溫度越高，硅錠接觸坩堝時間越長、雜質(zhì)擴散越快，雜質(zhì)擴散到硅錠內(nèi)部越深，紅區(qū)范圍就越大。但是縮短工藝時間和降低鑄錠溫度可能會引入更多的結(jié)構(gòu)缺陷，工藝上很難有突破。二.多晶電池EL黑邊解決方案（六）——優(yōu)化工藝周期硅錠在高溫下停留的時間越短對應的紅區(qū)（雜質(zhì)擴散長度）越窄B13B18C17C16C15C14紅區(qū)明顯減少傳統(tǒng)情況二.多晶電池EL黑邊解決方案——小結(jié)一句話：

用優(yōu)質(zhì)原輔料，采用高純層鑄凝坩堝，控制好長晶，冷卻時間EL圖上的黑條斑處的短波IQE卻是比周圍的高，而Corescan顯示該處的接觸電阻特別高。有一種可能是黑斑處的方塊電阻異常高針對EL黑色區(qū)域，測試高分辨率LBIC（核查黑斑是源自前表面還是體內(nèi)）以及CorescanEL405nm874nmIQE(高分辨率LBIC測試)高分辨率Corescan三.多晶電池其他常見EL黑區(qū)—--表面污染激光刻蝕405nmIQE874nmIQE測試高分辨率Corescan，接觸電阻高，表面污染EL圖像405nmIQE874nmIQE三.多晶電池其他常見EL黑區(qū)—--表面污染LBIC測試——長短波均異常405nm656nm874nm974nm1#EL405nm656nm874nm974nm10#EL1#樣品405nmIQE未見劃痕，其余明顯可見小結(jié)：電池片淺層（5μm）內(nèi)有異常，更深處也可能有異常10#樣品405nmIQE絮狀不明顯，其余明顯可見異常原因同1#樣品波長與注入深度對照表激光波長（nm)注入硅深度（μm）9809995061850186503.44500.5三.多晶電池其他常見EL黑區(qū)—--硅片基體缺陷普通位置可見紋狀缺陷群，與EL對應EL異常區(qū)不可見缺陷群10#EL10#硅片腐蝕三.多晶電池其他常見EL黑區(qū)—--硅片基體缺陷異常區(qū)SEM腐蝕后，普通位置可見普通位錯群，異常區(qū)未見特征形貌位錯群小結(jié)：EL異常區(qū)不是一般腐蝕處理可見的缺陷群三.多晶電池其他常見EL黑區(qū)—--硅片基體缺陷硅片基體出問題了，非隱裂的情況下，什么原因會這樣？總