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文档简介
硅片等级标准一、优等品 1:硅片表面光滑洁净。 2:TV:22020m。 3:几何尺寸: 边长125ffice:smarttags /1.5mm。 菱形片(垂直度):任意两边的夹角900.8。 凹痕片:硅片两面凹痕之和30m。 脏 片:硅片表面有严重污渍且发黄发黑。 尺寸偏差片:几何尺寸超过二级品的范围。硅片基本资料线痕=硅片在切割过程中硅片表面被划伤所留下的痕迹崩边=chip晶片边缘或表面未贯穿晶片的局部缺损区域,当崩边在晶片边缘长生时,其尺寸由径向深度和周边弦长给出。污片:用清洗溶剂清洗不能除去的表面脏污穿孔:在对光源观察时,晶片表面有用针或似用针刺的小孔。微晶:1CM单位长度上个数超过5个。隐裂:硅片表面存在不贯穿的隐形裂纹,裂纹宽度大于0.1MM。翘曲度:晶片中心面与基准平面之间的最大和最小距离的差值。翘曲度是晶片的体性质而不是表面特征。厚度:通过晶片上已给定点垂直于表面方向穿过晶片的距离。总厚度变化TTV:在厚度扫描或一系列点的厚度测量中,所测晶片的最大厚度与最小厚度的绝对差值、密集型线痕:垂直线横方向每厘米存在5条线痕以上。电阻率:单位体积的材料对于两行平行面垂直通过的电流的阻率,符号为P,单位为欧。CM少数载流子寿命:晶体中非平衡载流子由产生到复合存在的平均时间间隔,它等于非平衡少数流子浓度衰减到起始值的1/EE=2.718所需时间。又称少数载流子寿命,体寿命。生长方式;DSS导电型号、掺杂剂:P/BORON对角线;219.2+-0.5TTV:小于或等于30UM线痕:小于或等于20UM崩边;崩边深度小于或等于0.3MM,长度小于或等于0.5MM,最多2个/片翘曲度;小于或等于50UM微晶;单个微晶面积小于3乘以3MM平方,整个微晶区域面积小于3乘以3的平方厘米表面质量:表面无损失,无污点、无水渍、无污渍、THICK:平均厚度THICK.PT:5点厚度TTVPT:5点平均SM:线痕W:波浪BO:翘曲CH;小崩边BR:破裂H:气孔硅片生产流程 简介 硅片的准备过程从硅单晶棒开始,到清洁的抛光片结束,以能够在绝好的环境中使用。期间,从一单晶硅棒到加工成数片能满足特殊要求的硅片要经过很多流程和清洗步骤。除了有许多工艺步骤之外,整个过程几乎都要在无尘的环境中进行。硅片的加工从一相对较脏的环境开始,最终在10级净空房内完成。 工艺过程综述 硅片加工过程包括许多步骤。所有的步骤概括为三个主要种类:能修正物理性能如尺寸、形状、平整度、或一些体材料的性能;能减少不期望的表面损伤的数量;或能消除表面沾污和颗粒。硅片加工的主要的步骤如表1.1的典型流程所示。工艺步骤的顺序是很重要的,因为这些步骤的决定能使硅片受到尽可能少的损伤并且可以减少硅片的沾污。在以下的章节中,每一步骤都会得到详细介绍。 硅片加工过程步骤 1. 切片 2. 激光标识 3. 倒角 4. 磨片 5. 腐蚀 6. 背损伤 7. 边缘镜面抛光 8. 预热清洗 9. 抵抗稳定退火 10. 背封 11. 粘片 12. 抛光 13. 检查前清洗 14. 外观检查 15. 金属清洗16. 擦片 17. 激光检查 18. 包装/货运 切片(class 500k) 硅片加工的介绍中,从单晶硅棒开始的第一个步骤就是切片。这一步骤的关键是如何在将单晶硅棒加工成硅片时尽可能地降低损耗,也就是要求将单晶棒尽可能多地加工成有用的硅片。为了尽量得到最好的硅片,硅片要求有最小量的翘曲和最少量的刀缝损耗。切片过程定义了平整度可以基本上适合器件的制备。 切片过程中有两种主要方式内圆切割和线切割。这两种形式的切割方式被应用的原因是它们能将材料损失减少到最小,对硅片的损伤也最小,并且允许硅片的翘曲也是最小。 切片是一个相对较脏的过程,可以描述为一个研磨的过程,这一过程会产生大量的颗粒和大量的很浅表面损伤。 硅片切割完成后,所粘的碳板和用来粘碳板的粘结剂必须从硅片上清除。在这清除和清洗过程中,很重要的一点就是保持硅片的顺序,因为这时它们还没有被标识区分。 激光标识(Class 500k) 在晶棒被切割成一片片硅片之后,硅片会被用激光刻上标识。一台高功率的激光打印机用来在硅片表面刻上标识。硅片按从晶棒切割下的相同顺序进行编码,因而能知道硅片的正确位置。这一编码应是统一的,用来识别硅片并知道它的来源。编码能表明该硅片从哪一单晶棒的什么位置切割下来的。保持这样的追溯是很重要的,因为单晶的整体特性会随着晶棒的一头到另一头而变化。编号需刻的足够深,从而到最终硅片抛光完毕后仍能保持。在硅片上刻下编码后,即使硅片有遗漏,也能追溯到原来位置,而且如果趋向明了,那么就可以采取正确的措施。激光标识可以在硅片的正面也可在背面,尽管正面通常会被用到。 倒角 当切片完成后,硅片有比较尖利的边缘,就需要进行倒角从而形成子弹式的光滑的边缘。倒角后的硅片边缘有低的中心应力,因而使之更牢固。这个硅片边缘的强化,能使之在以后的硅片加工过程中,降低硅片的碎裂程度。图1.1举例说明了切片、激光标识和倒角的过程。 磨片(Class 500k) 接下来的步骤是为了清除切片过程及激光标识时产生的不同损伤,这是磨片过程中要完成的。在磨片时,硅片被放置在载体上,并围绕放置在一些磨盘上。硅片的两侧都能与磨盘接触,从而使硅片的两侧能同时研磨到。磨盘是铸铁制的,边缘锯齿状。上磨盘上有一系列的洞,可让研磨砂分布在硅片上,并随磨片机运动。磨片可将切片造成的严重损伤清除,只留下一些均衡的浅显的伤痕;磨片的第二个好处是经磨片之后,硅片非常平整,因为磨盘是极其平整的。 磨片过程主要是一个机械过程,磨盘压迫硅片表面的研磨砂。研磨砂是由将氧化铝溶液延缓煅烧后形成的细小颗粒组成的,它能将硅的外层研磨去。被研磨去的外层深度要比切片造成的损伤深度更深。 腐蚀(Class 100k) 磨片之后,硅片表面还有一定量的均衡损伤,要将这些损伤去除,但尽可能低的引起附加的损伤。比较有特色的就是用化学方法。有两种基本腐蚀方法:碱腐蚀和酸腐蚀。两种方法都被应用于溶解硅片表面的损伤部分。 背损伤(Class 100k) 在硅片的背面进行机械损伤是为了形成金属吸杂中心。当硅片达到一定温度时?,如Fe, Ni, Cr, Zn等会降低载流子寿命的金属原子就会在硅体内运动。当这些原子在硅片背面遇到损伤点,它们就会被诱陷并本能地从内部移动到损伤点。背损伤的引入典型的是通过冲击或磨损。举例来说,冲击方法用喷砂法,磨损则用刷子在硅片表面磨擦。其他一些损伤方法还有:淀积一层多晶硅和产生一化学生长层。 边缘抛光 硅片边缘抛光的目的是为了去除在硅片边缘残留的腐蚀坑。当硅片边缘变得光滑,硅片边缘的应力也会变得均匀。应力的均匀分布,使硅片更坚固。抛光后的边缘能将颗粒灰尘的吸附降到最低。硅片边缘的抛光方法类似于硅片表面的抛光。硅片由一真空吸头吸住,以一定角度在一旋转桶内旋转且不妨碍桶的垂直旋转。该桶有一抛光衬垫并有砂浆流过,用一化学/机械抛光法将硅片边缘的腐蚀坑清除。另一种方法是只对硅片边缘进行酸腐蚀。 预热清洗(Class 1k) 在硅片进入抵抗稳定前,需要清洁,将有机物及金属沾污清除,如果有金属残留在硅片表面,当进入抵抗稳定过程,温度升高时,会进入硅体内。这里的清洗过程是将硅片浸没在能清除有机物和氧化物的清洗液(H2SO4+H2O2)中,许多金属会以氧化物形式溶解入化学清洗液中;然后,用氢氟酸(HF)将硅片表面的氧化层溶解以清除污物。 抵抗稳定退火(Class 1k) 硅片在CZ炉内高浓度的氧氛围里生长。因为绝大部分的氧是惰性的,然而仍有少数的氧会形成小基团。这些基团会扮演n-施主的角色,就会使硅片的电阻率测试不正确。要防止这一问题的发生,硅片必须首先加热到650左右。这一高的温度会使氧形成大的基团而不会影响电阻率。然后对硅片进行急冷,以阻碍小的氧基团的形成。这一过程可以有效的消除氧作为n-施主的特性,并使真正的电阻率稳定下来。 背封(Class 10k) 对于重掺的硅片来说,会经过一个高温阶段,在硅片背面淀积一层薄膜,能阻止掺杂剂的向外扩散。这一层就如同密封剂一样防止掺杂剂的逃逸。通常有三种薄膜被用来作为背封材料:二氧化硅(SiO2)、氮化硅(Si3N4)、多晶硅。如果氧化物或氮化物用来背封,可以严格地认为是一密封剂,而如果采用多晶硅,除了主要作为密封剂外,还起到了外部吸杂作用。 粘片(Class 10k)在硅片进入抛光之前,先要进行粘片。粘片必须保证硅片能抛光平整。有两种主要的粘片方式,即蜡粘片或模板粘片。 顾名思义,蜡粘片用一固体松香蜡与硅片粘合,并提供一个极其平的参考表面?。这一表面为抛光提供了一个固体参考平面。粘的蜡能防止当硅片在一侧面的载体下抛光时硅片的移动。蜡粘片只对单面抛光的硅片有用。 另一方法就是模板粘片,有两种不同变异。一种只适用于单面抛光,用这种方法,硅片被固定在一圆的模板上,再放置在软的衬垫上。这一衬垫能提供足够的摩擦力因而在抛光时,硅片的边缘不会完全支撑到侧面载体,硅片就不是硬接触,而是“漂浮”在物体上。当正面进行抛光时,单面的粘片保护了硅片的背面。另一种方法适用于双面的抛光。用这种方法,放置硅片的模板上下两侧都是敞开的,通常两面都敞开的模板称为载体。这种方法可以允许在一台机器上进行抛光时,两面能同时进行,操作类似于磨片机。硅片的两个抛光衬垫放置在相反的方向,这样硅片被推向一个方向的顶部时和相反方向的底部,产生的应力会相互抵消。这就有利于防止硅片被推向坚硬的载体而导致硅片边缘遭到损坏。?除了许多加载在硅片边缘负荷,当硅片随载体运转时,边缘不大可能会被损坏。 抛光(Class 1k) 硅片抛光的目的是得到一非常光滑、平整、无任何损伤的硅表面。抛光的过程类似于磨片的过程,只是过程的基础不同。磨片时,硅片进行的是机械的研磨;而在抛光时,是一个化学/机械的过程。这个在操作原理上的不同是造成抛光能比磨片得到更光滑表面的原因。 抛光时,用特制的抛光衬垫和特殊的抛光砂对硅片进行化学/机械抛光。硅片抛光面是旋转的,在一定压力下,并经覆盖在衬垫上的研磨砂。抛光砂由硅胶和一特殊的高pH值的化学试剂组成。这种高pH的化学试剂能氧化硅片表面,又以机械方式用含有硅胶的抛光砂将氧化层从表面磨去。 硅片通常要经多步抛光。第一步是粗抛,用较硬衬垫,抛光砂更易与之反应,而且比后面的抛光中用到的砂中有更多粗糙的硅胶颗粒。第一步是为了清除腐蚀斑和一些机械损伤。在接下来的抛光中,用软衬、含较少化学试剂和细的硅胶颗粒的抛光砂。清除剩余损伤和薄雾的最终的抛光称为精抛。 检查前清洗(class 10) 硅片抛光后,表面有大量的沾污物,绝大部分是来自于抛光过程的颗粒。抛光过程是一个化学/机械过程,集中了大量的颗粒。为了能对硅片进行检查,需进行清洗以除去大部分的颗粒。通过这次清洗,硅片的清洁度仍不能满足客户的要求,但能对其进行检查了。 通常的清洗方法是在抛光后用RCA SC-1清洗液。有时用SC-1清洗时,同时还用磁超声清洗能更为有效。另一方法是先用H2SO4/H2O2,再用HF清洗。相比之下,这种方法更能有效清除金属沾污。 经过抛光、清洗之后,就可以进行检查了。在检查过程中,电阻率、翘曲度、总厚度超差和平整度等都要测试。所有这些测量参数都要用无接触方法测试,因而抛光面才不会受到损伤。在这点上,硅片必须最终满足客户的尺寸性能要求,否则就会被淘汰。 金属物去除清洗 硅片检查完后,就要进行最终的清洗以清除剩余在硅片表面的所有颗粒。主要的沾污物是检查前清洗后仍留在硅片表面的金属离子。这些金属离子来自于各不同的用到金属与硅片接触的加工过程,如切片、磨片。一些金属离子甚至来自于前面几个清洗过程中用到的化学试剂。因此,最终的清洗主要是为了清除残留在硅片表面的金属离子。这样做的原因是金属离子能导致少数载流子寿命,从而会使器件性能降低。SC-1标准清洗液对清除金属离子不是很有效。因此,要用不同的清洗液,如HCl,必须用到。 擦片 在用HCl清洗完硅片后,可能还会在表面吸附一些颗粒。一些制造商选择PVA制的刷子来清除这些残留颗粒。在擦洗过程中,纯水或氨水(NH4OH)应流经硅片表面以带走沾附的颗粒。用PVA擦片是清除颗粒的有效手段。 激光检查 硅片的最终清洗完成后,就需要检查表面颗粒和表面缺陷。激光检查仪能探测到表面的颗粒和缺陷。因为激光是短波中高强度的波源。激光在硅片表面反射。如果表面没有任何问题,光打到硅片表面就会以相同角度反射。然而,如果光打到颗粒上或打到粗糙的平面上,光就不会以相同角度反射。反射的光会向各个方向传播并能在不同角度被探测到。 包装/货运 尽管如此,可能还没有考虑的非常周到,硅片的包装是非常重要的。包装的目的是为硅片提供一个无尘的环境,并使硅片在运输时不受到任何损伤;包装还可以防止硅片受潮。如果一片好的硅片被放置在一容器内,并让它受到污染,它的污染程度会与在硅片加工过程中的任何阶段一样严重,甚至认为这是更严重的问题,因为在硅片生产过程中,随着每一步骤的完成,硅片的价值也在不断上升。理想的包装是既能提供清洁的环境,又能控制保存和运输时的小环境的整洁。典型的运输用的容器是用聚丙烯、聚乙烯或一些其他塑料材料制成。这些塑料应不会释放任何气体并且是无尘的,如此硅片表面才不会被污染。电池片一般分为单晶硅、多晶硅、和非晶硅 单晶硅太阳能电池是当前开发得最快的一种太阳能电池,它的构造和生产工艺已定型,产品已广泛用于空间和地面。这种太阳能电池以高纯的单晶硅棒为原料。为了 降低生产成本,现在地面应用的太阳能电池等采用太阳能级的单晶硅棒,材料性能指标有所放宽。有的也可使用半导体器件加工的头尾料和废次单晶硅材料,经过复 拉制成太阳能电池专用的单晶硅棒。 将单晶硅棒切成片,一般片厚约0.3毫米。硅片经过抛磨、清洗等工序,制成待加工的原料硅片。加工太阳能电池片,首先要在硅片上掺杂和扩散,一般掺杂物为 微量的硼、磷、锑等。扩散是在石英管制成的高温扩散炉中进行。这样就硅片上形成PN结。然后采用丝网印刷法,精配好的银浆印在硅片上做成栅线,经 过烧结,同时制成背电极,并在有栅线的面涂覆减反射源,以防大量的光子被光滑的硅片表面反射掉。因此,单晶硅太阳能电池的单体片就制成了。单体片经过抽查 检验,即可按所需要的规格组装成太阳能电池组件(太阳能电池板),用串联和并联的方法构成一定的输出电压和电流。最后用框架和材料进行封装。用户根据系统 设计,可将太阳能电池组件组成各种大小不同的太阳能电池方阵,亦称太阳能电池阵列。目前单晶硅太阳能电池的光电转换效率为15左右,实验室成果也有 20以上的。电池片的等级标准 电池片的检验 一、 检验的条件 1 不低于800LX的照射下,距离电池片30-50cm的距离,目视方向垂直于电池片表面观 察。 二、 检验的方法 1、 拿取电池片时要轻拿轻放 ,125的电池片保持在1-2的检测速度,150及156的 电池片要一片一片的进行检查。 三、 检测项目 1 颜色色差 2 绒面色斑 3 亮斑 4 裂纹、裂痕及穿孔 5 弯曲的 6 崩边、缺口、掉角 7 印制偏移 8 TTV 9 铝珠、铝苞 10 印刷图形 11 漏浆 12 外形尺寸 注:08年3月底质量部更新了新的检验作业指导书 四、 颜色色差 A级 1、 多晶硅片:单体电池的颜色均匀一致,颜色的范围从蓝色开始,经深蓝色、红色、 黄褐色、到褐色之间允许相近色的色差(蓝色和深蓝色存在单体电池上,但不允许跳色),主体颜色为深蓝色,单体电池最多只允许两种颜色。 2、 单晶电池片:同一片电池片颜色均匀一致,颜色范围中没有褐色,其他同多晶A级的判别。 新的标准:单片上均匀一致的不同颜色的电池片,按照淡蓝、蓝色、红色三种进行分类。 B级 1、 多晶硅片:单体电池颜色不均匀,允许存在跳色色差,最多跳一个相近色(例如:红色 和褐色存在于单体电池上),主体颜色为蓝色-红色范围,单体电池最多只允许存在三种颜色。 2、 单晶电池片:与多晶电池片相比,只少了主体颜色,其他同多晶B级的判别。 新的标准:与旧标准相同 C级1 多晶硅片:同一片电池允许颜色不均匀(蓝色-深蓝色-红色-黄褐色-褐色)允许存在跳色色差,同以电池片上可以有2个相近色。 2 单晶电池片:与多晶电池片相比,颜色范围中少了褐色,其余同多晶C级的判别。 新的标准:与旧标准相同 注:当单片上为均匀一致得到不同颜色,判为A级,但需按照淡蓝、蓝色、红色三种进行单测单包。 五、 绒面色斑(水痕印、未制绒、未镀膜、手指印、斑点等) A级 变更前:允许有轻微缺陷,缺陷部分的总面积不超过电池片总面积的10%,个数不超过3个。 A级暂定变更后:把绒面色斑分成两种类型:发白色斑和淡蓝色斑 (1) 发白色斑 由于存在蓝色到白色的跳色,故A级片绒面色斑中决不允许有发白色斑,缺陷总面积占电池片总面积的030%,个数不超过5个,符合此标准的均判为B级。 (2) 淡蓝色斑 淡蓝色斑的B级判定标准不变 新的标准:色斑部分的颜色和该电池片上其他地区的颜色不允许跳色,应为相近色,即蓝色和深蓝色(或蓝色和淡蓝色)存在于单体电池上,数量和面积均不限。 B级 允许有不明显缺陷,缺陷总面积不超过电池片总面积的30%,个数不超过5个。 新的标准:允许有轻度色斑、亮点、允许跳一个相近色,单体电池上只允许存在3种颜色(例如蓝色白色,蓝色红色),色斑部分的总面积不超过电池片总面积的10%,个数不超过5个。 C级 缺陷总面积不超过电池片总面积的30%,或者个数不超过5个。注完全没有镀膜的片子夜称C级降级片。 新的标准:色斑部分的总面积超过电池片总面积的10%,或者数量5个。 六、 亮斑 A级和B级 无论形状和数量多少均不允许有亮斑 C级 允许有亮斑(数量与面积不限) 缺陷/报废片 无新的标准与旧的相同 七、 裂纹、裂痕及针孔 A级和B级和C级 无裂纹,也无裂痕,无针孔 缺陷片: 有一个或一个以上裂纹、裂痕,允许有穿孔 报废片:无 新的标准与旧的相同 八、 弯曲度(旧的标准) 厚度 A级 B级 C级 缺陷/报废片 300um STF1031.0mm 1.0mm STF1031.5mm 1.5mm STF103 2.0mm STF125 3.5mm STF150 3.5mm STF156 无 STF1251.25mm 1.25mm STF1252.0mm STF1501.5mm 1.5mm STF1503.5mm STF1561.5mm 1.5mm STF1563.5mm 270厚度300um STF1031.0mm 1.0mm STF1031.5mm STF1251.5mm 1.5mm STF1252.0mm STF1502.0mm 2.0mm STF1503.5mm STF1562.0mm 2.0mm STF1563.5mm 240厚度 270um STF1031.5mm 1.5mm STF1032.0mm 2.0mm STF103 2.5mm STF125 4.0mm STF150 4.0mm STF156 STF1251.75mm 1.75mm STF1252.5mm STF1502.5mm 2.5mm STF1504.0mm STF1562.5mm 2.5mm STF1564.0mm 240um STF1031.5mm 1.5mm STF1032.0mm STF1251.75mm 2.0mm STF1252.5mm STF1502.5mm 2.5mm STF1504.0mm STF1562.5mm 2.5mm STF1564.0mm 弯曲度(新的标准) 厚度 检验要求及等级判定 A级合格片 B级合格片 C级降级片 缺陷/报废片 240厚度 STF1031.5mm 1.5mm STF1032.0mm 1032.0mm 无 STF1251.75mm 1.75mm STF1252.5mm 1252.5mm STF1502.5mm 2.5mm STF1504.0mm 1504.0mm STF1562.5mm 2.5mm STF1564.0mm 1564.0mm 厚度240um STF1031.5mm 1.5mm STF1032.0mm 1032.0mm STF1252.0mm 2.0mm STF1252.5mm 1252.5mm STF1502.5mm 2.5mm STF1504.0mm 1504.0mm STF1562.5mm 2.5mm STF1564.0mm 1564.0mm 九、 崩边、缺口、掉角 电池边缘崩边喝缺口 A级:其长度3mm,深度0.5mm,数量2处 B级:其长度5mm,深度1.0mm,数量3处 四角缺口 A级:尺寸1.5*1.5mm,数量1处 B级:尺寸2.0*2.0mm,数量1处注:单晶A级和B级均不允许有三角形缺口和尖锐行缺口,以上缺口都不可以过电极(主栅线,副栅线) 超过B级范围 单晶电池片超过了B级范围,就直接作为缺陷片。 多晶电池片超过了B级范围,如符合C级需切角片的要求,可作C 级需切角片 多经允许边角有缺口(包括三角形缺口和尖锐行缺口),对边角缺口听要求如下 125任一边角缺损18*18mm 150任一边角缺损8*8mm 156任一边角缺损14*14mm 注:多晶电池片超出了C级片的要求,作为缺陷片。 完全破碎,无利用价值的作为报废片 新的标准与旧的相同 十、 印刷偏移 A级 位移偏差0.75mm 角度偏差0.5 新的标准:位移偏差0.5mm 角度偏差0.3 B级: 位移偏差1.0mm 角度偏差0.5 新的标准:0.5mm位移偏差0.5mm 角度偏差0.3 C级 位移偏差1.0mm 角度偏差0.5 新的标准:0.5mm位移偏差1.0mm 角度偏差0.3 缺陷片: 电极图形超出C级降级片的范围(即A级、B级、C级均不允许电极图形超出太阳电池边缘,C级背电场除外) 报废片: 无 十一、 TTV(即单片电池片最厚与最薄的误差) A级: TTV的变化电池片标准厚度的15% B级 TTV的变化电池片标准厚度的25% C级 TTV的变化电池片标准厚度的25% 缺陷/报废片: 无 注:电池片标称厚度以硅片的标称厚度值为准(5点测量法) 新的标准与旧的相同 十二、 铝珠、铝苞(不论其位置,一律按40um不做铝苞片) A级 : 铝苞不论其位置,铝苞高度在40um-0.15mm范围内,数量不限。新的标准:铝苞高度为75um,数量不限。 B级: 铝苞不论其位置,铝苞高度在0.15mm-0.25mm范围内,数量不限。 新的标准: 铝苞不论其位置,铝苞高度在75-0.150mm范围内,数量不限。 C级: 无 缺陷片: 超过B级铝苞范围电池片的要求 报废片: 无 注:以上铝苞状况均为非尖锐形,如为尖锐形则应交由制造人员进行返工(铝珠同尖锐形铝苞的处理),返工后的铝苞片需依据以上规则重新判定。 十三、 印制图形 主栅线: A级: 主栅线允许有轻微断线、缺失、扭曲、突出,断线和缺失面积不超过主栅线面积的5%,扭曲突出部超过正常位置的0.2mm ,不允许有变色现象(烧焦、发黄) 新的标准:主栅粗细均匀,不允许有断线,缺失、扭曲以及突出。 B级: 断线和缺失面积不超过主栅线面积的10%,扭曲突出部超过正常位置的0.2mm ,不允许有变色现象(烧焦、发黄) 新的标准:主栅粗细均匀,允许有断线,缺失面积不超过主栅线面积的5%,扭曲突出不超过正常位置的0.2mm ,不允许有变色现象(烧焦、发黄) C级: 断线和缺失面积不超过主栅线面积的20%,扭曲突出部超过正常位置的0.2mm ,不允许有变色现象 新的标准:主栅线:断线,缺失面积不超过主栅线面积的20%,扭曲、突出不超过正常位置的0.5mm , 副栅线: A级: 副栅线允许粗细不均匀,存在宽度大于0.13mm,小于18mm的副栅线,段栅线6条,断线距离2mm,允许有轻微虚印、缺印,面积小于电极总面积的5%. 新的标准:副栅线清晰,允许有两条栅线存在断线,断开数量3条,断开距离0.5mm;不允许有任何虚印、粗点;不允许有变色现象。 B级: 允许粗细不均匀,存在宽度0.25mm的副栅线,段栅线10条,断线距离2mm,允许有轻微虚印、缺印,面积小于电极总面积的10%. 新的标准:允许有两条主栅线间存在断线,其0.5mm断开距离1mm 的副栅线,3条断开数量6条,允许有轻微虚印、缺印,面积小于副栅线总面积的5%.,不允许有变色现象。 C级: 允许粗细不均匀,存在宽度0.3mm的副栅线,段栅线10条,断线距离2mm,允许有轻微虚印、缺印,面积小于电极总面积的30%新的标准:副栅线1mm断开距离2mm,断线数量不限,轻微虚印面积小于电极总面积的30%。 背电极: A级: 背电极允许有轻微断线、缺失、扭曲、突出,断线和缺失面积不超过背电极面积的5%,扭曲突出部超过正常位置的0.5mm,变色面积不超过背电极总面积的5%。 新的标准:背电极图形清晰,粗细均匀,不允许有断线,缺失、扭曲以及突出;不允许有变色现象。 B级: 背电极断线和缺失面积不超过背电极面积的10%,扭曲突出部超过正常位置的1.0mm, 变色面积不超过背电极总面积的10%。 新的标准:背电极断线、缺失面积不超过背电极面积的5%,扭曲突出部超过正常位置的0.5mm, 变色面积不超过背电极总面积的5%。 C级: 背电极断线和缺失面积不超过背电极面积的30%,扭曲突出部超过正常位置的1.0mm, 变色面积不超过背电极总面积的20%。 新的标准:背电极断线、缺失面积不超过背电极面积的30%,扭曲突出部超过正常位置的1.0mm, 变色面积不超过背电极总面积的20%。 背电场: A级: 背电场完整,厚薄均匀,允许有缺失,缺失面积不超过背电场总面积的5%,变色面积不超过背电场面积的15%。 新的标准:背电场完整,厚薄均匀,不允许有缺失 B级: 允许有缺失,缺失面积不超过背电场总面积的10%,变色面积不超过背电场面积的30%。 新的标准:允许有缺失,缺失面积不超过背电场总面积的5%,变色面积不超过背电场面积的15%。 C级: 允许有缺失,缺失面积不超过背电场总面积的10%,变色面积不超过背电场面积的50%。 新的标准:缺失面积不超过背电场总面积的5%,变色面积不超过背电场面积的50%。 粗点: A级: 粗点宽度0.18mm,个数小于2个 新的标准:不允许有粗点 B级: 粗点宽度0.25mm,个数小于5个 新的标准:允许有粗点,粗点宽度0.18mm,个数小于2个 C 级: 粗点宽度0.3mm,个数小于8个 新的标准:当主栅线或副栅线有明显粗细不均时,应用刻度显微镜进行查检。 STF印制: A级: 标识要有虚印、粗印现象(字母线宽度应小于0.22mm )但仍可辨识时作为A级。若标识存在缺印但仍可辨识时,按字母高度的1/3判定,缺失长度小于字母高度1/3。 B级: 标识要有虚印、粗印现象,字母线宽度应小于0.22mm ,但仍可辨识时,如实心“P”,若标识存在缺印但仍可辨识时,按字母高度的1/3判定,缺失长度小于字母高度1/3。 C级: 若字母变形或无法辨识时直接降为C级。 新的标准与旧的相同 缺陷片: 1 主栅线或副栅线或背电极或背电场超出c级降级片的要求时,但仍有利用价值的片 子。 2 由于存储不当造成成电极氧化时,直接以报废片处理 3 仅印刷烘干而没有经过烧结的电池片,如果还有利用价值,则租铺位缺陷片处理 4 完全未印制背电场的电池片作缺陷片处理。 5 叠片仍有利用价值的作为缺陷片,如果全叠片则作为报废片处理。 报废片: 超出缺陷片的要求 常出现的印制图形异常的原因说明 1、 电极脱落(叠片):硅片与浆料没形成足够的合金层也就是说没有形成好的接触。 2、 断线:有东西粘在网板上,造成堵网。 解决方法:擦拭网板,擦拭堵网区域。 3、 漏浆:网板有漏洞 解决方法:较小且不在细栅线上用封网浆将小孔封住即可。较大时必须要更换网板。另注意漏浆千万不能漏在正面电极,这样会使RSH(并联电阻)过低。 4、粗点?网板受损,刮条不平整 解决方法:换网板,换刮条。 5、虚印:有时会由于原材料原因导致如:据痕、厚薄不均。再者跟刮条和网板也有关系。 解决方法:换网板或换刮条。 十四、 漏浆 A级: 漏浆单个面积小于0.5*0.5mm,数量小于3个 B级: 漏浆单个面积小于1。0*1.0mm 数量不限 C级: 漏浆单个面积小于1。0*2。0mm 数量不限 缺陷/报废片: 超出C级片的要求为缺陷片,超出缺陷片要求的为报废片。 注:(1)在正常印刷图形上时,按照“印刷图形”规定判断,不在印刷图形上时按照如上规定判别。 (2)漏浆在背电场或背电极时,根据铝苞规定判断(3)漏浆在侧面时,如果影像电池片电性能和外观时,则返工后重新分类检测,然后重新判定,如果不影响电池片电性能和外观时则正常流出 (4)硅晶脱落按漏浆面积判定 新的标准:与旧的标准相同 侧面漏浆片做打磨片处理 打磨片处理方式 非铝苞片:一律外销(不+Rsh6) 零头和满包全入外销库位 备注:DM 采用黄标签 铝苞片:暂不作自用片 待研发作组件试验(+Rsh6) 零头入铝苞零头库位 满包入铝苞满包库位 备注: DM+LB 采用白标签 十五、 外形尺寸 A级和B级: SIF125S:边长:125x125mm ;直径150;或者148mm;或者165mm SIF125M:边长125*125mm SIF150N: 边长150*150mm;直径:203mm ;或者200mm; SIF150M:边长:150*150mm SIF156N:边长156*156mm;直径203mm;或者200mm SIF156M:边长156*156mm 以上电池片边长(长,宽)精度:0.5mm C级: 尺寸精度:1.0mm 缺陷/报废片 超出C级片的要求 注:1、异常检验的数据不记录在检验记录中,但应及时反馈此信息 2、直径,对角线精度为0.5mm,检验时将不同标称直径的电池片分类标识,单测 单包,数据不在检验记录中。 新的标准:与旧的标准相同 发现异常情况应该怎么做?首先该做什么?其次再做什么? 何为异常? 只要是连续出现或者间断出现次数较多的异于正常情况都属于异常(偏好或偏差) 当我们发祥这些情况应该怎么办? 3、 首先要先判断是属于哪个制程?然后通知相关制程 4、 在确信自己可以找到相关制程沟通提出改善现状,并且能够跟踪改善结果,可以自己处理好那时非常好,如果做不到或通知后不起效果找领班去处理。 5、 我们大家都要养成一个好的习惯,那就是善于发现问题,试着去解决,这样你会学到很多东西。注:如由QC开出的制程异常NO:DCD9080122B2 十六、 QC疑难问题解答 1、 色差片是怎样产生的? 这与化学气相沉淀时间有关,时间长会发白,时间短会发黄 2、 光面片是怎样产生的? 首先是因为片子本身就是光面片,其次就是在腐蚀中加入NaOH量过多 3、 光外形片是怎样产生的? 单测单包(前道丝印也要单独挑出,选择合适的网板印制) 4、 绒面色斑是怎么来的? 一方面是硅片的表面存在一定的脏污在制绒时没有清洗干净,另一方面是我们的工艺卫生部到位,手指印、吸盘印、化学品没有处理干净 5、 对未烧透的片子怎么处理? 硅片与硅片之间存在一定的厚度,如果在做薄片中间夹着厚片就会烧不透,烧结的温度低了 6、 工艺圆点该如何判? 我们检验处不作降级处理,如果发现圆点的半径超过1.6mm及时向领班反馈或告知生产部,PECVD处会及时将石墨舟换下 7、 隐裂片如何导致?如何判? 基本上是原材料的问题,另外是片子在扩散高温反应后内部分子发生碰撞。在多晶片里,有些隐裂片裂痕不是很长,可以按文件要求作需切角。 8、 氧化的电池片如何判? 如果没有将其烘干,根据氧化后得颜色判。(黄色) 9、 如何知道漏浆发生在哪一道? 以浆料的颜色来判,第二道豫第三道的浆料是不变的,分别是铝浆和银浆,颜色分别为灰色和白色。第一道有可能是银浆或银铝浆,银铝浆是灰白色,另外,要看漏浆的位置。 10、 对断线未超过2mm的电池片,判定不一致? 首先按照文件判定是否超过要求的条数,如果没有,按断线的明显程度及位置。晶硅电池片制造工艺与设备 如何硅片检测 近年来,太阳能电池片生产技术不断进步,生产成本不断降低,转换效率不断提高,使光伏发电的应用日益普及并迅猛发展,逐渐成为电力供应的重要来源。太阳能电池片是一种能量转换的光电元件,它可以在太阳光的照射下,把光的能量转换成电能,从而实现光伏发电。生产电池片的工艺比较复杂,一般要经过硅片检测、表面制绒、扩散制结、去磷硅玻璃、等离子刻蚀、镀减反射膜、丝网印刷、快速烧结和检测分装等主要步骤。本文介绍的是晶硅太阳能电池片生产的一般工艺与设备。 一、硅片检测 硅片是太阳能电池片的载体,硅片质量的好坏直接决定了太阳能电池片转换效率的高低,因此需要对来料硅片进行检测。该工序主要用来对硅片的一些技术参数进行在线测量,这些参数主要包括硅片表面不平整度、少子寿命、电阻率、P/N型和微裂纹等。该组设备分自动上下料、硅片传输、系统整合部分和四个检测模块。其中,光伏硅片检测仪对硅片表面不平整度进行检测,同时检测硅片的尺寸和对角线等外观参数;微裂纹检测模块用来检测硅片的内部微裂纹;另外还有两个检测模组,其中一个在线测试模组主要测试硅片体电阻率和硅片类型,另一个模块用于检测硅片的少子寿命。在进行少子寿命和电阻率检测之前,需要先对硅片的对角线、微裂纹进行检测,并自动剔除破损硅片。硅片检测设备能够自动装片和卸片,并且能够将不合格品放到固定位置,从而提高检测精度和效率。 二、表面制绒 单晶硅绒面的制备是利用硅的各向异性腐蚀,在每平方厘米硅表面形成几百万个四面方锥体也即金字塔结构。由于入射光在表面的多次反射和折射,增加了光的吸收,提高了电池的短路电流和转换效率。硅的各向异性腐蚀液通常用热的碱性溶液,可用的碱有氢氧化钠,氢氧化钾、氢氧化锂和乙二胺等。大多使用廉价的浓度约为1%的氢氧化钠稀溶液来制备绒面硅,腐蚀温度为70-85。为了获得均匀的绒面,还应在溶液中酌量添加醇类如乙醇和异丙醇等作为络合剂,以加快硅的腐蚀。制备绒面前,硅片须先进行初步表面腐蚀,用碱性或酸性腐蚀液蚀去约2025m,在腐蚀绒面后,进行一般的化学清洗。经过表面准备的硅片都不宜在水中久存,以防沾污,应尽快扩散制结。 三、扩散制结 太阳能电池需要一个大面积的PN结以实现光能到电能的转换,而扩散炉即为制造太阳能电池PN结的专用设备。管式扩散炉主要由石英舟的上下载部分、废气室、炉体部分和气柜部分等四大部分组成。扩散一般用三氯氧磷液态源作为扩散源。把P型硅片放在管式扩散炉的石英容器内,在850-900摄氏度高温下使用氮气将三氯氧磷带入石英容器,通过三氯氧磷和硅片进行反应,得到磷原子。经过一定时间,磷原子从四周进入硅片的表面层,并且通过硅原子之间的空隙向硅片内部渗透扩散,形成了N型半导体和P型半导体的交界面,也就是PN结。这种方法制出的PN结均匀性好,方块电阻的不均匀性小于百分之十,少子寿命可大于10ms。制造PN结是太阳电池生产最基本也是最关键的工序。因为正是PN结的形成,才使电子和空穴在流动后不再回到原处,这样就形成了电流,用导线将电流引出,就是直流电。 四、去磷硅玻璃 该工艺用于太阳能电池片生产制造过程中,通过化学腐蚀法也即把硅片放在氢氟酸溶液中浸泡,使其 产生化学反应生成可溶性的络和物六氟硅酸,以去除扩散制结后在硅片表面形成的一层磷硅玻璃。在扩散过程中,POCL3与O2反应生成P2O5淀积在硅片表面。P2O5与Si反应又生成SiO2和磷原子,这样就在硅片表面形成一层含有磷元素的SiO2,称之为磷硅玻璃。去磷硅玻璃的设备一般由本体、清洗槽、伺服驱动系统、机械臂、电气控制系统和自动配酸系统等部分组成,主要动力源有氢氟酸、氮气、压缩空气、纯水,热排风和废水。氢氟酸能够溶解二氧化硅是因为氢氟酸与二氧化硅反应生成易挥发的四氟化硅气体。若氢氟酸过量,反应生成的四氟化硅会进一步与氢氟酸反应生成可溶性的络和物六氟硅酸。 五、等离子刻蚀 由于在扩散过程中,即使采用背靠背扩散,硅片的所有表面包括边缘都将不可避免地扩散上磷。PN结的正面所收集到的光生电子会沿着边缘扩散有磷的区域流到PN结的背面,而造成短路。因此,必须对太阳能电池周边的掺杂硅进行刻蚀,以去除电池边缘的PN结。通常采用等离子刻蚀技术完成这一工艺。等离子刻蚀是在低压状态下,反应气体CF4的母体分子在射频功率的激发下,产生电离并形成等离子体。等离子体是由带电的电子和离子组成,反应腔体中的气体在电子的撞击下,除了转变成离子外,还能吸收能量并形成大量的活性基团。活性反应基团由于扩散或者在电场作用下到达SiO2表面,在那里与被刻蚀材料表面发生化学反应,并形成挥发性的反应生成物脱离被刻蚀物质表面,被真空系统抽出腔体。 六、镀减反射膜 抛光硅表面的反射率为35%,为了减少表面反射,提高电池的转换效率,需要沉积一层氮化硅减反射膜。现在工业生产中常采用PECVD设备制备减反射膜。PECVD即等离子增强型化学气相沉积。它的技术原理是利用低温等离子体作能量源,样品置于低气压下辉光放电的阴极上,利用辉光放电使样品升温到预定的温度,然后通入适量的反应气体SiH4和NH3,气体经一系列化学反应和等离子体反应,在样品表面形成固态薄膜即氮化硅薄膜。一般情况下,使用这种等离子增强型化学气相沉积的方法沉积的薄膜厚度在70nm左右。这样厚度的薄膜具有光学的功能性。利用薄膜干涉原理,可以使光的反射大为减少,电池的短路电流和输出就有很大增加,效率也有相当的提高。 七、丝网印刷 太阳电池经过制绒、扩散及PECVD等工序后,已经制成PN结,可以在光照下产生电流,为了将产生的电
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