太阳能电池用高品质N型硅单晶

Q/LB.□XXXXX-XXXXT/IMASXXXXX—XXXX目次TOC\o"1-1"\h\t"标准文件_一级条标题,2,标准文件_附录一级条标题,2,"前言 II1范围 12规范性引用文件 13术语和定义 14技术要求 14.1分类 14.2规格 14.3尺寸及允许的偏差 24.4电学性能 44.5其它性能 45试验方法 56检验规则 56.1组批 56.2检验 56.3检查和验收 67标志、包装、运输、贮存 67.1标志 67.2包装 77.3运输 77.4贮存 77.5质量保证书 7附录A（规范性）少数载流子寿命测试方法 8前言本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件由内蒙古自治区新能源和可再生能源标准化技术委员会（SAM/TC22）提出并归口。本文件起草单位：内蒙古中环光伏材料有限公司、内蒙古中环协鑫光伏材料有限公司。本文件主要起草人：郭志荣、马博、高润飞、张文霞、李建弘、张红霞、郝勇。范围本文件规定了太阳能电池用高品质N型硅单晶的技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存等内容。本文件适用于直拉法（Czochralskimethod）掺磷制备的N型硅单晶测。规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T1550非本征半导体材料导电类型测试方法GB/T1551硅单晶电阻率测定方法GB/T1554硅晶体完整性化学择优腐蚀检验方法GB/T1555半导体单晶晶向测定方法GB/T1557硅晶体中间隙氧含量的红外吸收测量方法GB/T1558硅中代位碳原子含量红外吸收测量方法GB/T14140硅片直径测量方法GB/T14264半导体材料术语SEMIPV13-0714硅锭、硅块和硅片中非平衡载流子复合寿命的测试非接触涡流传感法（TESTMETHODFORCONTACTLESSEXCESS-CHARGE-CARRIERRECOMBINATIONLIFETIMEMEASUREMENTINSILICONWAFERS,INGOTS,ANDBRICKSUSINGANEDDY-CURRENTSENSOR）术语和定义GB/T14264界定的术语和定义适用于本文件。技术要求分类太阳能电池用N型硅单晶按外形可分为圆形硅单晶、准方形硅单晶和方形硅单晶。规格圆形硅单晶分为：直径φ160mm、φ166mm、φ210mm、φ211mm、φ220mm、φ223mm、φ295mm；准方形硅单晶尺寸分为：125.00mm×125.00mm（φ160mm、φ166mm）、156.75mm×156.75mm（φ210mm、φ220mm）、161.70mm×161.70mm（φ211mm、φ223mm）、166.00mm×166.00mm（φ223mm），方形硅单晶尺寸分为：158.75mm×158.75mm（φ223mm）、210mm×210mm（φ295mm）。尺寸及允许的偏差圆形硅单晶的直径圆形硅单晶（未滚圆）的直径和允许偏差应符合表1的规定。圆形硅单晶的直径及允许偏差单位为毫米标称直径允许偏差φ160163～166φ166169～172φ210213～217φ211214～218φ220223～227φ223226～230φ295298～302准方形硅单晶的尺寸准方形硅单晶的端面几何尺寸应符合图1和表2的规定。说明：A—边长；C—弧长；D—直径；F—弧线在边长A上的投影；α—垂直度。准方形硅单晶的端面示意图准方形硅单晶的端面几何尺寸标称尺寸（mm×mm）尺寸边长A（mm）直径D（mm）弧线在边长A上的投影F（mm）弧长C（mm）垂直度α（°）125.00×125.00125.00±0.25160±0.2012.56±0.4517.76±0.5590±0.20125.00×125.00125.00±0.25166±0.207.89±0.4511.15±0.52156.75×156.75156.75±0.25210±0.258.50±0.5012.02±0.64161.70×161.70161.70±0.25211±0.2513.07±0.5018.49±0.66156.75×156.75156.75±0.25220±0.251.19±0.501.68±0.61161.70×161.70161.70±0.25223±0.254.07±0.445.75±0.62166.00×166.00166.00±0.25223±0.258.55±0.4512.09±0.64A、C、D、F、α字母在图1中标出。方形硅单晶的尺寸方形硅单晶的端面几何尺寸应符合图2和表3的规定。说明：A—边长；G—对角线长度；E—倒角后的对角线长度；H—倒角长度；L—倒角在边长A上的投影；α—垂直度。方形硅单晶的端面示意图表3方形硅单晶的端面几何尺寸标称尺寸（mm×mm）尺寸边长A（mm）对角线长度G（mm）倒角长度H（mm）倒角在边长A上的投影L（mm）垂直度α（°）158.75×158.75158.75±0.25223±0.251.51±0.611.07±0.4390±0.20210.00×210.00210.00±0.25295±0.251.99±0.611.41±0.43A、G、H、L、α字母在图2中标出。电学性能太阳能电池用N型硅单晶的电学性能参数应符合表4的规定。表4太阳能电池用N型硅单晶的电学性能参数电阻率/Ω·cm晶向少数载流子寿命/μs1.00～13.00[100]≥1000其它性能太阳能电池用N型硅单晶的其它性能参数应符合表5的规定。表5太阳能电池用N型硅单晶的其它性能参数及要求名称参数及要求[100]晶向偏离度[100]±3°间隙氧含量≤9×1017atoms/cm3代位碳含量≤5×1016atoms/cm3位错密度≤500个/cm2表面质量圆形硅单晶的端面应平整光滑，准方形硅单晶的表面及端面应平整光滑、无明显划痕、沾污、色差，不应有裂痕、缺口试验方法太阳能电池用N型硅单晶的直径测量按GB/T14140规定进行。太阳能电池用N型硅单晶的导电类型测量按GB/T1550规定进行。太阳能电池用N型硅单晶的电阻率测量按GB/T1551规定进行。太阳能电池用N型硅单晶的少数载流子寿命测量按SEMIPV13-0714规定进行。太阳能电池用N型硅单晶的晶向及晶向偏离度测量按GB/T1555规定进行。太阳能电池用N型硅单晶的间隙氧含量测量按GB/T1557规定进行。太阳能电池用N型硅单晶的代位碳含量测量按GB/T1558规定进行。太阳能电池用N型硅单晶的位错密度测量按GB/T1554规定进行。检验规则组批硅单晶以批的形式提交验收，每批应由相同规格和相同电阻率范围的硅单晶组成。检验检验项目每批产品应对外形尺寸、导电类型、电阻率、少数载流子寿命、晶向、晶向偏离度、间隙氧含量、代位碳含量、晶体完整性、表面质量进行检验。检验标准硅单晶的检验标准按表6的规定进行。表6检验标准检验项目检验数量检验位置检验标准外形尺寸全检任意位置直径测量按照GB/T14140的规定进行；其他尺寸测量用游标卡尺或相应精度的量具进行测量，检验标准见本文件表2、表3。导电类型全检在硅单晶端面的中心点和距边缘6mm的圆周上任意一点分别进行测试GB/T1550非本征半导体材料导电类型测试方法电阻率全检在硅单晶端面的中心点和距边缘6mm的圆周上任意四点分别进行测试GB/T1551硅单晶电阻率测定方法少数载流子寿命全检在硅单晶端面的中心点和距边缘6mm的圆周上任意一点分别进行测试SEMIPV13-0714硅锭、硅块和硅片中非平衡载流子复合寿命的测试非接触涡流传感法晶向全检任意位置GB/T1555半导体单晶晶向测定方法晶向偏离度全检在硅单晶的任意端面GB/T1555半导体单晶晶向测定方法间隙氧含量全检在硅单晶的头、尾端面取样片1，取其中1/4样片进行测试GB/T1557硅晶体中间隙氧含量的红外吸收测量方法代位碳含量全检在硅单晶的头、尾端面取样片1，取其中1/4样片进行测试GB/T1558硅中代位碳原子含量红外吸收测量方法晶体完整性2全检在硅单晶头、尾端面取样片1进行测试GB/T1554硅晶体完整性化学择优腐蚀检验方法中9.2缺陷观测、9.3缺陷特征表面质量全检任意位置目视检测样片厚度范围为1.5mm～2.0mm；晶体完整性指单晶无栾晶、无位错、无缺陷。检验结果的判定对每颗硅单晶的外形尺寸、导电类型、电阻率、少数载流子寿命、晶向、晶向偏离度、间隙氧含量、代位碳含量、晶体完整性、表面质量进行检验。若有一项不合格，则该单晶判定为不合格。表面质量检验结果的判定由供需双方协商约定。检查和验收产品应由供方技术（质量）监督部门进行检验，保证产品质量符合本标准和订货单的规定，并填写产品质量证明书。需方可对收到的产品按本标准的规定进行检验，若检验结果与本标准或订货单的规定不符时，应在收到产品之日起三个月内向供方提出，由供需双方协商解决。标志、包装、运输、贮存标志包装箱外应标有“小心轻放”、“防潮”、“易碎”等标志。并标明：产品名称；需方名称、地点；产品片数（盒数）；生产日期；供方名称；产品数量、批号。包装产品的内包装应使用瓦楞纸盒，100片/包，在瓦楞盒底部和薄片上面垫硫酸纸，进行密封包装；将包装好的薄片瓦楞纸盒放入珍珠棉盒中，珍珠棉盒具有防震动、防碰撞性，珍珠棉盒的两侧要相应的填上具有减震作用的填充物，避免薄片和包装盒的松动，最后将包装盒装入包装箱中，完成包装。运输产品在运输过程中应轻装轻卸，严禁抛掷，勿挤勿压，且采取防震、防潮措施。贮存产品应储存在清洁、干燥的环境中。质量保证书每批产品应附有产品质量保证书，注明：供方名称；产品名称、规格、牌号；产品批号；产品片数（盒数）；各项参数检验结果和检验部门的印章；_________________________________出厂日期。

（规范性）

少数载流子寿命测试方法A.1目前光伏行业内N型硅单晶少子载流子寿命测试已全部采用SEMIPV13-0714硅锭、硅块和硅片中非平衡载流子复合寿命的测试非接触涡流传感法。A.2当前我国没有关于非接触涡流传感法的国家标准，现有国家标准主要是GB/T26068硅片和硅锭载流子复合寿命的测试非接触微波反射光电导衰减法。非接触涡流传感法与与非接触微波反射光电导法相比主要有以下优势：1）前者适用于硅块、硅锭和硅片中寿命的测试，而后者仅限于硅片寿命的测试；2）与后者相比，前者无需对样品表面进行钝化处理；3）与后者相比，前者测试数据是直接测量光电导，过程衰减和噪音较少；4）与后者相比，前者探测深度更深，寿命测试范围更广；A.3非接触涡流传感法的测试范围：1）硅锭、硅块、硅片；2）非平衡载流子复合寿命0.1μs~15000μs；3）硅片厚度10μm~1mm，非平衡载流子浓度在1×1013/cm3到2×1016/cm3；4）硅锭和硅块厚度＞10mm，非平衡载流子浓度在1×1013/cm3到5×1015/cm3；5）电阻率要求在0.1Ω·cm~10000Ω·cm。A.4非接触涡流传感法的测试方法：光源光源滤光片光强探测器射频涡流传感器硅片或铸锭图A.1准稳态光电导模式和暂态模式的寿命测量装置图将块体硅样品放置于经校准的涡流传感器附近的固定位置，并且用受时间调制的光源进行照射。1）暂态法光照突然停止后，测量涡流传感器的输出电压随时间衰减。用仪器校准的方法将从涡流传感器得到的数据转化为光电导，再用硅迁移率函数将其转化为载流子浓度。载流子复合寿命与浓度间的函数关系可以通过分析浓度衰减过程中的每个数据点得到。对于具有高表面复合率的样品，随着表面载流子的耗尽，所测寿命渐进地接近块体寿命，而载流子