電池EL黑區(qū)問(wèn)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(cè)原理EL實(shí)驗(yàn)裝置示意圖光強(qiáng)與少子擴(kuò)散長(zhǎng)度的關(guān)系曲線(xiàn)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(lái)源L型I型位錯(cuò)團(tuán)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(jiàn)的是L型，I型，位錯(cuò)團(tuán)，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(cè)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(bào)告主要研究解決邊角黑邊問(wèn)題一.電池EL黑區(qū)背景介紹——組件端常見(jiàn)的情況黑邊，L,I型表面污染位錯(cuò)團(tuán)位錯(cuò)線(xiàn)/隱裂區(qū)最為常見(jiàn)的L,L型黑邊，以及位錯(cuò)團(tuán)和位錯(cuò)線(xiàn)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(guò)PL和IQE掃描測(cè)試，判斷電池EL圖像黑區(qū)是硅片的少子壽命較低導(dǎo)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(duì)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(duì)值依舊比較高，不至于復(fù)合嚴(yán)重導(dǎo)致黑邊。二.多晶電池EL黑邊主要類(lèi)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(lèi)型——多晶無(wú)EL黑邊的優(yōu)勢(shì)無(wú)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(jì)，經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)二.多晶電池EL黑邊主要類(lèi)型——多晶無(wú)EL黑邊的優(yōu)勢(shì)2014Q4隨機(jī)一天的報(bào)表數(shù)據(jù)ABC無(wú)差異需要具體改進(jìn)措施：原生硅的比例提高,一級(jí)正料比例增加。增加成本，不太現(xiàn)實(shí)坩堝噴涂輔料（氮化硅，硅溶膠）全部采購(gòu)進(jìn)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(duì)少子壽命硅錠切割示意圖硅錠硅錠切割鋼線(xiàn)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(huì)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(huì)降低，會(huì)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(lèi)?ài)釄宄叽缬胁町悾嗤に嚄l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(yīng)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(xì)的高純石英砂層坩堝壁ABC最經(jīng)濟(jì)雜質(zhì)Fe在硅錠中的擴(kuò)散深度與溫度曲線(xiàn)工藝時(shí)間越長(zhǎng)鑄錠溫度越高，硅錠接觸坩堝時(shí)間越長(zhǎng)、雜質(zhì)擴(kuò)散越快，雜質(zhì)擴(kuò)散到硅錠內(nèi)部越深，紅區(qū)范圍就越大。但是縮短工藝時(shí)間和降低鑄錠溫度可能會(huì)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(shí)間越短對(duì)應(yīng)的紅區(qū)（雜質(zhì)擴(kuò)散長(zhǎng)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(huà)：

用優(yōu)質(zhì)原輔料，采用高純層鑄凝坩堝，控制好長(zhǎng)晶，冷卻時(shí)間EL圖上的黑條斑處的短波IQE卻是比周?chē)母撸鳦orescan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(duì)EL黑色區(qū)域，測(cè)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(cè)試)高分辨率Corescan三.多晶電池其他常見(jiàn)EL黑區(qū)—--表面污染激光刻蝕405nmIQE874nmIQE測(cè)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(jiàn)EL黑區(qū)—--表面污染LBIC測(cè)試——長(zhǎng)短波均異常405nm656nm874nm974nm1#EL405nm656nm874nm974nm10#EL1#樣品405nmIQE未見(jiàn)劃痕，其余明顯可見(jiàn)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(jiàn)異常原因同1#樣品波長(zhǎng)與注入深度對(duì)照表激光波長(zhǎng)（nm)注入硅深度（μm）9809995061850186503.44500.5三.多晶電池其他常見(jiàn)EL黑區(qū)—--硅片基體缺陷普通位置可見(jiàn)紋狀缺陷群，與EL對(duì)應(yīng)EL異常區(qū)不可見(jiàn)缺陷群10#EL10#硅片腐蝕三.多晶電池其他常見(jiàn)EL黑區(qū)—--硅片基體缺陷異常區(qū)SEM腐蝕后，普通位置可見(jiàn)普通位錯(cuò)群，異常區(qū)未見(jiàn)特征形貌位錯(cuò)群小結(jié)：EL異常區(qū)不是一般腐蝕處理可見(jiàn)的缺陷群三.多晶電池其他常見(jiàn)EL黑區(qū)—--硅片基體缺陷硅片基體出問(wèn)題了，非隱裂的情況下，什么原因會(huì)這樣？總