LDK硅材料及太阳能电池片的检测技术

先进分析检测技术在硅材料及太阳级硅片生产/研发中的应用江西赛维LDK太阳能高科技有限公司杜嘉斌先进分析检测技术在硅材料及太阳级硅片生产/研发中的应用江西赛维LDK太阳能高科技有限公司杜嘉斌硅材料及太阳级硅片生产/研发对检测技术的需求杂质成分及含量检测硅片性能分析检测太阳电池性能及失效分析分析实例—多种分析技术的综合应用2222赛维LDK光伏产品分析检测中心赛维LDK光伏产品分析检测中心赛维LDK光伏产品分析测试研究中心成立于2008年1月，中心目前下设四个实验室：硅片/电池检测实验室化学分析实验室GDMS/低温付立叶红外实验室ICP—MS实验室中心将致力于为光伏产业的发展作出自己的贡献，我们将面向整个光伏行业提供公开、准确、优质的测试服务。我们也竭诚欢迎广大同行和社会各界莅临指导。3333赛维LDK光伏产品分析检测中心赛维LDK光伏产品分析检测中心4444赛维LDK光伏产品分析检测中心赛维LDK光伏产品分析检测中心中心网站：硅材料生产/研发对检测技术的需求硅材料生产/研发对检测技术的需求硅材料/TCS中的杂质成分及含量检测金属硅/未精馏TCS的质量控制分析精馏、提纯和还原等不同工艺步骤的效果分析管道、反应炉腔体等是否存在沾污6666太阳级硅片生产/研发对检测技术的需求太阳级硅片生产/研发对检测技术的需求单/多晶硅片物理性能分析(电阻率、少子寿命等）单/多晶硅片表面/边缘缺陷分析单/多晶硅片晶体结构缺陷分析单/多晶硅片C/O含量分析太阳电池性能/失效分析7777杂质成分及含量检测-金属硅/未精馏TCS的杂质成分及含量检测杂质成分及含量检测-金属硅/未精馏TCS的杂质成分及含量检测ICP-OES（电感耦合等离子体发射光谱仪）适用于金属硅材料（2N-5N），未精馏TCS中痕量、微量金属元素及部分非金属元素的定性、定量分析；以及光伏产业生产、研发中使用的各种化学药剂中痕量、微量金属元素及部分非金属元素的定性、定量分析。8888杂质成分及含量检测-金属硅/未精馏TCS的杂质成分及含量检测杂质成分及含量检测-金属硅/未精馏TCS的杂质成分及含量检测ICP-OES（电感耦合等离子体发散光谱仪）9999金属硅C/O含量检测金属硅C/O含量检测碳分析仪针对黑色金属、有色金属、稀土金属、无机物等各种固体物质中碳含量进行分析，检出限为4ppmw。氧分析仪针对黑色金属、有色金属、稀土金属、无机物等各种固体物质中氧含量进行分析，检出限为2ppmw。10101010金属硅C/O含量检测金属硅C/O含量检测碳分析仪11111111金属硅C/O含量检测金属硅C/O含量检测氧分析仪12121212高纯硅材料/精馏TCS的杂质成分及含量检测高纯硅材料/精馏TCS的杂质成分及含量检测ICP-MS（电感耦合等离子体质谱仪）适用于高纯硅材料（6N-9N），精馏后TCS中痕量、微量金属元素及部分非金属元素的定性、定量分析。以及晶体硅片表面杂质沾污成分及含量分析13131313高纯硅材料/精馏TCS的杂质成分及含量检测高纯硅材料/精馏TCS的杂质成分及含量检测ICP-MS（电感耦合等离子体质谱仪）14141414太阳级硅材料杂质成分及含量检测太阳级硅材料杂质成分及含量检测GDMS（辉光放电质谱仪）适用于太阳级硅材料（6N）中痕量、微量金属元素及部分非金属元素的定性、半定量分析。相比于ICP-MS，使用GDMS对样品进行测试更加快速、简便，因此更加适用于光伏行业。同时，LDK自行开发的仪器测试校准方法能够有效提高GDMS的检测精度，目前，经过校正后的GDMS已经可以对太阳级硅材料中的B、P实现定量分析。15151515太阳级硅材料杂质成分及含量检测太阳级硅材料杂质成分及含量检测GDMS（辉光放电质谱仪）16161616电子级硅材料B/P/C/O含量分析测试电子级硅材料B/P/C/O含量分析测试LowT-FTIR（低温付利叶红外光谱仪）用液氦将单晶硅样品冷却至77K，然后使用付利叶红外光谱仪测试样品中的C/O含量，探测极限可以达到10ppba。用液氦将单晶硅样品冷却至8K以下，然后使用付利叶红外光谱仪测试样品中的B/P含量，探测极限可以达到30ppta。17171717电子级硅材料B/P/C/O含量分析测试电子级硅材料B/P/C/O含量分析测试LowT-FTIR（低温付利叶红外光谱仪）18181818硅片性能分析检测-物理性能分析检测硅片性能分析检测-物理性能分析检测电阻率测试四探针电阻率测试仪涡流法无接触电阻率测试仪少子寿命测试微波光电导衰减法（u-PCD）少子寿命测试仪19191919硅片性能分析检测-物理性能分析检测硅片性能分析检测-物理性能分析检测WT-2000少子寿命仪20202020硅片性能分析检测-硅片表面和边缘缺陷分析检测硅片性能分析检测-硅片表面和边缘缺陷分析检测金相显微镜用于观察硅片表面及边缘的微观结构，放大倍数100-1000。扫描电子显微镜（SEM/EDX）用于观察硅片表面及边缘的微观结构，放大倍数5-300000。当在硅片表面/边缘发现不明物质时，可以使用EDX分析其成分。21212121硅片性能分析检测-硅片表面和边缘缺陷分析检测硅片性能分析检测-硅片表面和边缘缺陷分析检测扫描电子显微镜（SEM/EDX）22222222硅片性能分析检测-硅片C/O含量分析检测硅片性能分析检测-硅片C/O含量分析检测付利叶红外光谱仪样品测试前应抛光，检测限为0.2ppma，完全可以满足单晶/多晶硅片中C/O含量的检测要求。通过附加的机械装置，可以对硅片的C/O含量作扫描分析。23232323硅片性能分析检测-硅片C/O含量分析检测硅片性能分析检测-硅片C/O含量分析检测付利叶红外光谱仪24242424太阳电池性能及失效分析-Correscan太阳电池性能及失效分析-CorrescanLBIC定位太阳电池低转换效率区域VocScan定位太阳电池开压异常区域ShuntScan定位太阳电池漏电的区域SeriesresistanceScan定位太阳电池串联电阻异常的区域25252525太阳电池性能及失效分析-Correscan太阳电池性能及失效分析-CorrescanCorrescan26262626太阳电池性能及失效分析-IQE/EQE/Reflectivity太阳电池性能及失效分析-IQE/EQE/Reflectivity太阳电池内量子效率测试太阳电池外量子效率测试硅片/太阳电池反射率测试27272727太阳电池性能及失效分析-IQE/EQE/Reflectivity太阳电池性能及失效分析-IQE/EQE/ReflectivityIQEtester28282828实例分析1—太阳电池低转换效率原因分析实例分析1—太阳电池低转换效率原因分析29292929效率最高区域实例分析1—太阳电池低转换效率原因分析实例分析1—太阳电池低转换效率原因分析30303030效率最低区域实例分析1—太阳电池低转换效率原因分析实例分析1—太阳电池低转换效率原因分析31313131AnalyteMassBestBestBestBestareaareaareaareaWorstWorstWorstWorstareaareaareaareaNa23148.957148.957148.957148.957751.647751.647751.647751.647Mg2475.3675.3675.3675.36159.533159.533159.533159.533Al27287.218287.218287.218287.218621.468621.468621.468621.468K3962.21693.124Ca40287.449287.449287.449287.449825.601825.601825.601825.601Ti50-22.826-22.826-22.826-22.82615.31315.31315.31315.313V51-45.166-45.22Cr522.2432.2432.2432.24326.02426.02426.02426.024Mn55-21.228-18.029Fe5672.71372.71372.71372.713163.686163.686163.686163.686Ni5848.30579.072Co5974.22272.976Cu6342.88442.88442.88442.88461.48461.48461.48461.484Zn6423.75442.493Cu653.5453.5453.5453.54515.27915.27915.27915.279Zr90-8.876-8.167Nb93-5.15-4.24Mo9513.72914.365Mo98-3.693-3.872In115-20.897-20.355Ba138-19.777-17.487W184-23.314-18.177实例分析2—太阳电池漏电原因分析实例分析2—太阳电池漏电原因分析32323232漏电集中区域实例分析2—太阳电池漏电原因分析实例分析2—太阳电池漏电原因分析根据ShuntScan的结果，去掉硅片表面的氮化硅膜和电极，使用SEM对漏电区域进行详细观察：蓝线是EDX对硅表面的检测结果，红线是EDX对图中异常物体的检测结果，显然，晶界中存在的氮化硅/碳化硅造成了漏电。33333333谢谢！34343434