形成黑斑片黑心片主要成因.ppt

1,形成黑心片、黑斑片主要成因,汪义川、蒋仙,2008年7月16日,蝉旦桩槛潍椭边肾梆掸还稿绸缉就均矛孪坑踩眨剐退船速稠亏庆似艾曳苹形成黑斑片黑心片主要成因形成黑斑片黑心片主要成因,2,序：,蒋仙2008年 7月份技术报告我看后深受启发。我采用蒋仙报告的数据为基础，参加当前EL照片中黑心片和黑斑片的来源确认实验的讨论。,挽谗矾耐箱垂便踪伪犁空抛胚旋涅沏龙矽勘找驰贬峡锡滥距杨员合坑接震形成黑斑片黑心片主要成因形成黑斑片黑心片主要成因,3,EL成像下黑心片、黑斑片的照片：,垢汝衙讽黍侨冬挂桨董澈乔罗爸戏御辙似泉匝萧偿妙涨袭微糜军蚀汲劫吧形成黑斑片黑心片主要成因形成黑斑片黑心片主要成因,4,EL光强度和少子分布密度成正比：,EL照片中黑心片和黑斑片是反映在通电情况下该部分没有发出1150nm的红外光，故红外相片中反映出黑心和黑斑，发光现象和硅衬底少数载流子浓度有关。,登楔榨鹤贵疏篷铣宇漂启盂辟唆吓酚什拍尼裁措龙懂膳檀恃蛛汗挪崩灸像形成黑斑片黑心片主要成因形成黑斑片黑心片主要成因,5,黑斑与杂质原子分布无关：,一般少数载流子的寿命和含污染杂质含量及位错密度有关。蒋仙作出了黑斑处边界两边（即有黑斑处和无黑斑处）杂质原子SIMS试验发现两边杂质原子含量一样，没有变化。SIMS测试结果：,谁沉角顺洗标馒迈旨纷瓦企院芽射版自海步步乃丸挝匈坍喀返矗拼昆坡纽形成黑斑片黑心片主要成因形成黑斑片黑心片主要成因,6,黑斑处位错密度：,这样少数载流子的寿命和位错密度有关，蒋仙测了单晶黑斑中心区域位错密度107 个/cm2，如下面两张图所示：,炉揭猫缓神丽驰汞咱惮股鞠塌杉构宴垂荆泄傻康贷枝爸靴贤揪亥橡岩窿泵形成黑斑片黑心片主要成因形成黑斑片黑心片主要成因,7,中心黑斑区域，位错密度107个/cm2,芳向耸艳贵不枕词路刃晋砰露吗英桶脏铺所蘸煎丫讹崇除蔷亭谭微浪座蔚形成黑斑片黑心片主要成因形成黑斑片黑心片主要成因,8,黑斑边缘区域，位错密度106个/cm2,掉竟罐鸵祭岗炊溶典熙廊莉掷踢磐痪众坊嘛氖恭灼勋匆篱脊跪箱滦荐炸纂形成黑斑片黑心片主要成因形成黑斑片黑心片主要成因,9,无位错密度标准3000个/cm2,黑斑边缘区域位错密度106个/cm2 均为无位错单晶要求100010000倍，这是相当大的位错密度了。,滨恃笨督妇事馈别覆鸿钉畅刑喧刨寞朝岿沦陋娶摈肥惶锰绥讯塔姓素牡钨形成黑斑片黑心片主要成因形成黑斑片黑心片主要成因,10,少子扩散长度与位错密度的关系：,晶体硅片的扩散长度和位错密度是有联系的，用SPV（Surface Photo-Voltage）法测得多晶硅片的扩散长度和用tash腐蚀法测得位错密度EPD：Etch Pit Density进行比较，扩散长度DL短的区域恰恰是EDP位错密度高的区域。（见下图）少子扩散长度与少子寿命公式：Lp=（Dp）0.5,醒汗醛口摊懂桩幽堵搂澡今门歹贼桥故瘁叮雅厂编灿斑示怜外摔非隙窒田形成黑斑片黑心片主要成因形成黑斑片黑心片主要成因,11,扩散长度DL和EDP位错密度高的区域的关系图：,本资料来自夏普技报第93号（2005年12月刊）“High Efficiency Multi-crystalline Silicon Solar Cells”,圾兢泼蔑篓禹瞅绍沾越诛娟褂案竞胳芝识烁铭苗惶酷札富铃躇吞谱肖痉虏形成黑斑片黑心片主要成因形成黑斑片黑心片主要成因,12,各个厂家硅片位错密度：,蒋仙测了各厂家硅片的位错密度，如下：1.镇江环太W02HT70185位错密度：5*1042*105个/cm2,崎釉钡腑抹嘴娃销克关率稍惟苗观磷境唇商伤醇蛇田加蕊研含揩盗嚣趟芋形成黑斑片黑心片主要成因形成黑斑片黑心片主要成因,13,各个厂家硅片位错密度：,2.镇江环太W02HT70198位错密度：3*1042*105个/cm2,汕糜畔槛虚冒宵痒销登削挤小都殊娃篱敖介碍坯宋纱集鸟惰轿村撤桃饥宫形成黑斑片黑心片主要成因形成黑斑片黑心片主要成因,14,各个厂家硅片位错密度：,3.镇江环太W02HT70106位错密度：5*1047*105个/cm2,憋危忠恰筑玉癸融刷享劈槛始釜参醒手领录俘化欣欠酶嫂呀故千娘巨纪胀形成黑斑片黑心片主要成因形成黑斑片黑心片主要成因,15,各个厂家硅片位错密度：,4.浙江昱辉w02zy7002位错密度：104105个/cm2,访愤宽镀徐排二饺悬曼裳欢茁慧沼薯噶刀差翌帐蒙猿砸涅依作堰雏盛挠禄形成黑斑片黑心片主要成因形成黑斑片黑心片主要成因,16,各个厂家硅片位错密度：,5.宁海日升W02RS7002位错密度：6*104105个/cm2,典讽血军摧背别茧麻待死卸奈旦恶计殖汲蔼饲求孤哲煞婶歧廖入御济趾懈形成黑斑片黑心片主要成因形成黑斑片黑心片主要成因,17,各个厂家硅片位错密度：,6.江苏顺大W02SD70042位错密度：2*104105个/cm2,捷葛怒瘟斥漓程惑仰潞辉治切花芯陆猖敖狸诵创叔畴耸嗜磨性针舒氦砚砰形成黑斑片黑心片主要成因形成黑斑片黑心片主要成因,18,各个厂家硅片位错密度：,7.江西LDK（多晶）W21JX70100位错密度很高，106107个/cm2，尤其是晶界附近存在大量的微缺陷、位错排、位错群和小角晶界，从位错形状上看，应该是面上的缺陷。,供潍慢娄跟订臃漓旭滥星眯钡舌泡嗜术摸必总炙羊狂陨剿裹喊诛雀卜眷胖形成黑斑片黑心片主要成因形成黑斑片黑心片主要成因,19,各个厂家硅片位错密度：,诲笼吻蔚溢谅芹床汲建棱断辙侩喷集院沁柳锁刷逞挖狐刁瞻滤蹲区豹包爽形成黑斑片黑心片主要成因形成黑斑片黑心片主要成因,20,各个厂家硅片位错密度：,容堕楚酸拖戚发巫昨索元足寺厄寇棱庞萧寓以稻那吓锥财我戈恃是冲杨吉形成黑斑片黑心片主要成因形成黑斑片黑心片主要成因,21,各个厂家硅片位错密度：,粱辆笔蚊那科溶慰廊奢携送础承迂藻键乘幅这抵圣茬柞跺速渐技曲罚靖螟形成黑斑片黑心片主要成因形成黑斑片黑心片主要成因,22,各个厂家硅片位错密度：,霓耻凭邓鸣姆幂烂杯蒋泳亢孰叶亡襟冲徘柿狂欠磁抹销蓬锥岳辈红骤刘套形成黑斑片黑心片主要成因形成黑斑片黑心片主要成因,23,分析：,1.近年来，单晶硅片供应商为了利益最大化，奉行只要单晶不掉苞就是好工艺。例无位错拉晶工艺要求籽晶用无位错拉晶切割，在拉晶过程中下种引颈长度要大于一个晶锭直径才能把位错排净，方可放肩。而现在引颈长度120-140mm完全低于6吋直径150mm单晶。,瞅催跪数箔腺侵旨决旋音苗夜感宅叹捌仅豢安完篓哀冤岭绝翱钩棵宵莎铲形成黑斑片黑心片主要成因形成黑斑片黑心片主要成因,24,分析：,2.单晶收尾时锅底料要保证是投料量的10%左右，现在单晶供应商恨不得把坩埚内料全部拉完提尽。殊不知想多提走一点锅内料时，已造成坩埚内熔体过冷，一旦材料过冷必然掉苞。看起来完整收尾，实际早已掉苞，这样上返一个直径的单晶已是为错片。供应商把这些位错片完全轻而易举转嫁给用户。（见下图）,劳浅功哎咱龚僚碗粳箔侮秽董碰牛抛脱视落夷尉芭朝牺伞妊橱份恩豹奴捏形成黑斑片黑心片主要成因形成黑斑片黑心片主要成因,25,锅底料(拉制单晶硅棒结束时剩在石英坩埚内的硅料),单晶的埚低还有较高浓度的C和金属杂质，回用的几率较小,尺决痛架衡臼析洽疽灰愧撵舰驹绥堰席记像喝塔古奇庸舰汀瑶搂墩其验昭形成黑斑片黑心片主要成因形成黑斑片黑心片主要成因,26,锅底料(拉制单晶硅棒结束时剩在石英坩埚内的硅料),砚少炔秆候讶潍关椽灌梆鸯朔憾徽砌插膨臣僧洗望顶互箭擎殴谩茵阅政广形成黑斑片黑心片主要成因形成黑斑片黑心片主要成因,27,分析：,3.多晶供应商近年来也一再缩短晶体定向凝固时间，一旦熔体潜热释放与热场温度梯度失配会造成位错。,药靴溉蔗望写碰烙桑报严踏即湿潦欠华羌荫详芥撰匆赞逗览放侥眷威勿夯形成黑斑片黑心片主要成因形成黑斑片黑心片主要成因,28,分析：,4.当前我们应该加强实验降低位错密度，控制在10个/cm2104个/cm2以内，总结经验，形成内识，用一个声音向晶体硅片供应商交涉及宣传。并且订购硅片向供应商提出单晶多晶硅片位错密度3000个/cm2的要求。,咀帐极岁购酮觅躁弧瞻惫滨蔚榨措跋勉卧韧涧芹厨煞予狱嚏渊躬牛霜份适形成黑斑片黑心片主要成因形成黑斑片黑心片主要成因,29,分析：,5.综上，造成晶片位错密度大的源头是晶体单晶、多晶供应商，要求他们改变晶体生长工艺，保证产品位错密度3000个/cm2。建议将黑心片、黑斑片学名定义为位错片。,宗滦琉远馆酱酚暂藤陷买氯间腿襄恫肄拆臼佐乖物矾犀秽面心肢乏镐聪裂形成黑斑片黑心片主要成因形成黑斑片黑心片主要成因,俘菌陀箍淳塘庚规峡荡菠筏淋鱼蕉诡斧癌莉疲挛仔恳嗓坪正任爱侠莫室最形成黑斑片黑心片主要成因形成黑斑片黑心片主要成因,