如何控制和提高单晶硅片的质量

,如何控制和提高单晶硅片质量,2007年12月,概要硅材料在光伏产业链的位置单晶硅片质量影响因素新工艺路径关键意识LONGi质量控制过程简介有待改进的工作认识误区总结及期望,内容,概要,国际市场对中国太阳能光伏产品质量的不信任一直伴随着中国太阳能光伏产业近几年的飞速发展，如不重视并解决这个问题，中国太阳能光伏产业链上的几百家企业将面临严重的发展甚至生存问题。单晶硅片作为这个链条上的一个重要环节，其产品质量的好坏直接影响着太阳能电池组件的内在品质。单晶硅片的品质对太阳能电池组件品质的相关性在两个层面上体现，一是通过改变大的工艺路线实现对太阳能电池组件品质具备良性影响的方法，如提供FZ、MCZ、掺镓单晶硅片取代传统的掺棚CZ单晶硅片，通过改善硅片本身的内在特性，来实现高的光电转换效率，避免或大幅度减少衰减效应，从而为获得高效低衰减电池提供可能的硅材料；二是在大的工艺路线一定的情况下（目前主要是CZ法），通过此环节中原料处理过程、单晶生长过程及硅片加工过程的有效控制实现此工艺路线下质量有保障的单晶硅片，从而使太阳能电池组件的质量能纳入控制，消除国际市场对中国制造的不良印象，从而提高中国光伏产业链的国际竞争力。,硅材料在光伏产业链的位置,基本功能材料产业链的中上游对产业链最终产品的内在质量起决定性影响目前是主要的成本影响因素，长期看不构成对成本的重要影响,单晶硅片质量影响因素,1、纯度2、晶体缺陷及生长工艺控制3、硅片加工缺陷,少子寿命碳含量径向电阻率不均匀性（补偿度）晶界、位错、孔洞热应力、棒加工表面质量电阻率参数控制线痕及崩缺表面清洗质量厚度参数控制,单晶硅片质量影响因素各生产环节对硅片质量影响程度表,单晶硅片质量影响因素对电池转换效率的影响,纯度晶体结构完整性生产控制,少子寿命碳含量应力片位错其他参数,电池转换效率,单晶硅片质量影响因素对效率衰减的影响,纯度晶体生长工艺晶体结构完整性,少子寿命氧含量硼含量应力片位错,电池效率的衰减,新工艺路径,因硼氧复合体不可避免地导致效率衰减，围绕减低单晶硅中硼、氧含量的目标出现新的工艺方法（PK常规的掺硼CZ单晶硅）：FZMCZ掺镓单晶硅掺磷单晶硅的应用,上图引自：12thWorkshoponCrystallineSiliconSolarCellMaterialsandProcesses,Breckenridge,Colorado,August2002LIGHT-INDUCEDDEGRADATIONINCZSILICONSOLARCELLS:FUNDAMENTALUNDERSTANDINGANDSTRATEGIESFORITSAVOIDANCEJanSchmidtandRudolfHezel,上图引自：12thWorkshoponCrystallineSiliconSolarCellMaterialsandProcesses,Breckenridge,Colorado,August2002LIGHT-INDUCEDDEGRADATIONINCZSILICONSOLARCELLS:FUNDAMENTALUNDERSTANDINGANDSTRATEGIESFORITSAVOIDANCEJanSchmidtandRudolfHezel,在大的工艺路线一定的情况下（目前主要是掺硼CZ法），通过此环节中原料处理过程、单晶生长过程及硅片加工过程的有效控制实现此工艺路线下质量有保障的单晶硅片，从而使太阳能电池组件的质量能纳入控制,这些是我们此环节目前的重点工作,也是上面所谈到新工艺的基础工作。,关键意识,高纯意识硅是我们人类可以做得最纯的元素高纯意识要贯穿我们生产的所有环节完美意识完美晶体过程完美结果完美管理和控制意识不仅要认识到，还要做到,LONGi质量控制过程介绍,原料处理西安隆基硅技术有限公司单晶硅棒生产西安矽美单晶硅有限公司宁夏隆基硅材料有限公司嘉祥正大电子有限公司硅片加工西安华晶电子技术有限公司,LONGi集团的组成,原料分选真正选出不可用部分将可用部分分类原料清洗将沾污（非硅物质）去除去除杂质扩散层,LONGi质量控制过程介绍,原料处理过程,原料处理结果无非硅物质无重掺原料无表面沾污用料原则无法识别-不用！来源不清-不用！太阳能级锅底料-不用！意识体现高纯、过程控制,LONGi质量控制过程介绍,原料处理结果要求,单晶生产高纯卫生制度的实施拉速的控制（稳定）电阻率的控制（1-2cm）单晶棒加工机械应力消除表面质量控制,LONGi质量控制过程介绍,单晶硅棒生产过程,检测控制少子寿命彻底杜绝位错单晶质量反馈可追诉性保持异常情况的即时反馈（4月底中硅料案例）新技术的研究与推广意识体现高纯、完美、过程控制,LONGi质量控制过程介绍,单晶硅棒的结果要求,切片生产线径与砂粒度的选择切速的控制,LONGi质量控制过程介绍,硅片加工过程,硅片清洗高纯概念的应用水温渐变对硅片应力的影响,检测控制厚度分档检测标准的执行（最后一道防线）质量反馈可追诉性保持异常情况的即时反馈新技术的研究与推广意识体现高纯、完美、过程控制,LONGi质量控制过程介绍,硅片的结果要求,真正按ISO9000的要求和精神进行质量管理全过程贯穿高纯、完美与控制的思想要按做半导体级硅片的标准要求，才能做出好的太阳能级硅片,LONGi质量控制过程介绍,总结,单晶切方加工质量控制（从单晶炉出来到上线切机前的过程控制）MCZ单晶生长方式的应用加快向国际先进质量管理模式的迈进速度,有待改进的工作,太阳能电池级硅片质量要求低，实现容易X所有提高硅片质量的控制措施都会使成本上升X浇铸多晶硅片都可以使用，位错硅片就一定可以使用X国外有公司使用一定比例的物理法提纯的原料用于太阳能级硅片的生产，我们也可以用X,认识误区,高品质的单晶硅片是在全过程具备高纯意识的前提下，用追求完美的态度和有效的管理控制措施所生产出来的。个别企业不科学、不负责任的做法（如反掺控制电阻率）是对我们这个专业的亵渎，对这个行业具有很大的破坏性。太阳能级硅片并不是低品质的硅片，大家要按做半导体级硅片的标准要求，才能做出好的太阳能级硅片。从长期方面讲，单晶硅片在光伏产业链中不是成本的重要影响因素，而是