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光伏硅片 雜質(zhì)氧含量 + 電阻率檢測(cè)

氧多指間隙氧Oi(直拉單晶硅主要雜質(zhì),會(huì)產(chǎn)生熱施主、氧沉淀,影響少子壽命與電池效率);電阻率反映摻雜水平,直接決定電池電學(xué)性能LONGi。

一、間隙氧含量檢測(cè)

1、主流方法 & 標(biāo)準(zhǔn)

1)傅里葉變換紅外 FTIR(室溫,行業(yè)常規(guī))

  • 國(guó)標(biāo):GB/T 1557?2018 硅晶體中間隙氧含量紅外吸收法Chinese St...

  • 原理:測(cè) 1105?cm?1 Si?O 鍵紅外吸收峰,換算間隙氧濃度,單位:at/cm3 / ppma

  • 樣品要求:雙面拋光,厚度 0.5?2?mm;電阻率不能過(guò)低(重?fù)綐悠纷杂奢d流子吸收干擾,測(cè)試不準(zhǔn))

  • 局限:重?fù)降妥韫杵贿m合室溫 FTIR。

  • 2)低溫 FTIR

  • 國(guó)標(biāo):GB/T 35306?2017,樣品冷卻<15K,抑制自由載流子吸收,適合重?fù)焦瑁瑱z出限更低。

  • 3)二次離子質(zhì)譜 SIMS

  • 國(guó)標(biāo):GB/T32281?2015,破壞性測(cè)試;可測(cè)重?fù)?、薄片硅片,可深度剖析;設(shè)備貴,適合研發(fā)仲裁,不適合大批量質(zhì)控。

  • 4)脈沖熔融紅外(GB/T40561?2021):多用于硅料、硅粉,不適合成品薄硅片。

    光伏行業(yè)常規(guī)規(guī)格參考:

  • P 型直拉單晶:氧≤7.5×101? at/cm3;

  • N 型單晶:氧控制更嚴(yán),一般≤12?ppma(~6×101? at/cm3)LONGi。

  • 樣品制備要點(diǎn)

  • 雙面化學(xué) / 機(jī)械拋光,去除切割損傷、表面氧化層;

  • 厚度均勻,厚度偏差盡量<10?μm;

  • HF 短時(shí)間漂洗去除表面氧化層,烘干后盡快測(cè)試。

  • 二、硅片電阻率檢測(cè)

    1、主流方法 & 標(biāo)準(zhǔn)

    1)直排四探針?lè)ǎ▽?shí)驗(yàn)室離線)

  • 國(guó)標(biāo):GB/T 1551?2021 硅單晶電阻率 直排四探針?lè)?/p>

  • 原理:外側(cè)探針通恒流,內(nèi)側(cè)測(cè)電壓,消除接觸電阻;多點(diǎn)掃描得到電阻率均勻性。

  • 范圍:0.001~ 幾千 Ω?cm,光伏硅片常用區(qū)間 0.4?3?Ω?cm。

  • 2)非接觸渦流法(產(chǎn)線在線分選,硅片分選機(jī))

  • 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) SJ/T 11627,不破壞硅片,量產(chǎn)高速檢測(cè);光伏工廠產(chǎn)線主流方案,適合整片硅片快速分選。

  • 光伏硅片典型電阻率區(qū)間

  • P 型:0.5?3?Ω?cm;

  • N 型:0.6?1.6?Ω?cm。

  • 注意事項(xiàng)

  • 四探針:探針壓力、表面粗糙度、溫度會(huì)帶來(lái)誤差;重?fù)?/ 薄片要做厚度修正;

  • 渦流法:受硅片厚度、背膜、表面臟污影響,需要定期用四探針標(biāo)準(zhǔn)樣校準(zhǔn)。

  • 三、兩個(gè)指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)

    1. 氧雜質(zhì)高溫下形成熱施主,會(huì)虛假改變電阻率;測(cè)試電阻率樣品建議做低溫退火消除熱施主,保證摻雜電阻率真實(shí);

    2. 電阻率很低(重?fù)剑r(shí),室溫 FTIR 測(cè)氧失效,需要低溫 FTIR 或 SIMS。

    四、第三方檢測(cè)輸出(可直接寫(xiě)委托要求)

    檢測(cè)項(xiàng)目:硅片間隙氧含量(FTIR?GB/T1557?2018)、體電阻率 + 電阻率均勻性(四探針GB/T1551?2021);報(bào)告要求:CMA/CNAS 資質(zhì),給出氧含量 at/cm3、電阻率Ω?cm、多點(diǎn)數(shù)據(jù)、不確定度。

    五、常見(jiàn)坑點(diǎn)

    1. 未拋光的切割硅片不能直接 FTIR 測(cè)氧,結(jié)果嚴(yán)重偏高;

    2. P?/N 型重?fù)焦杵?,室?FTIR 氧數(shù)據(jù)失真,優(yōu)先低溫 FTIR/SIMS;

    3. 熱施主效應(yīng):硅片經(jīng)過(guò)高溫工藝,先 180?200℃退火再測(cè)電阻率;

    4. 薄片(<150μm)樣品,四探針必須啟用薄片厚度修正。

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