[发明专利]基于光致发光评估多晶硅锭的晶体质量的方法

说明书

本发明提供一种基于光致发光评估多晶硅锭的晶体质量的方法，涉及多晶硅生产领域，包括以下步骤：建立光致发光硅片检测系统；以光致发光硅片检测系统检测多晶硅片；获取多晶硅片的少子寿命、位错、晶界信息和杂质含量的影响因子；将多晶硅片制备成电池片，测试电池片的电性能参数；根据各个影响因子对电池片的电性能影响程度，获取Q值；根据Q值评估多晶硅片的质量。通过采用以上的方案，能够构建表征多晶硅片和硅锭晶体质量的特征值，通过在线应用检测，评估多晶硅片的晶体质量，同时以此评估整个硅锭的晶体质量，提供热场结构改进和铸锭工艺优化的方向。

技术领域

本发明涉及多晶硅生产领域，特别是一种基于光致发光评估多晶硅锭的晶体质量的方法。

背景技术

光伏产业发展迅猛，提高转换效率和降低成本是光伏产业持续努力的方向。多晶硅片的电学性能直接影响电池转换效率。目前在硅片的生产环节，没有有效的工具表征硅片的晶体质量，无法预判硅片的电性能好坏。光致发光已经开始应用于太阳能硅片的质量检测，但没有一个系统有效的评估预测多晶质量的方法。将光致发光应用到硅片质量控制、铸锭工艺分析中，为硅片质量监控、研发实验提供重要的数据，可以大大缩短实验周期，极大提高工作效率。但是在硅片生产环节，光致发光在线应用目前仅停留在定性分析上，没有一个系统有效的评估预测多晶质量的方法。

中国专利文献CN 103311374 A记载了基于光致发光的太阳能晶硅硅片质量预测、控制方法，包括进行硅片取样，构建硅片样本库；用激光编码器将所取的硅片进行标识；使用光致发光测试系统对硅片测试，并使用读码器读取其身份信息；将硅片按生产工艺制作成电池片，测试电池的电学参数；构建硅片和对应电池相关参数的数据库；对来料硅片进行抽样；使用光致发光测试系统对所抽样本进行测试，根据建立的预测模型对硅片生产成电池后的电学参数进行预测，以此对来料硅片的质量进行预测；按照预测的结果，对来料的硅片的质量进行控制。该方案采用激光打标采集数据库，以单片光致发光测试数据与电池数据对应，但由于电池工艺的波动，总有部分硅片与实际的测试数据不符，导致构建样本数据库的不准确性，从而影响最终测试结果，同时激光打标，还需购买激光打标设备。该方案将硅片信息与电池电学参数加以对应以预测硅片质量，但是并不能给出具体硅片信息与电池电学参数之间的明确关系，仅能用于事后检测，对于指导硅片生产也帮助不大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于光致发光评估多晶硅锭的晶体质量的方法，能够利用光致发光的检测评估多晶硅生产质量，尤其是能够用于评估整个硅锭的质量，反映热场结构的缺陷和铸锭工艺优化方向。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种基于光致发光评估多晶硅锭的晶体质量的方法，包括以下步骤：

s1、建立光致发光硅片检测系统；

s2、以光致发光硅片检测系统检测多晶硅片；

s3、获取多晶硅片的少子寿命、位错、晶界信息和杂质含量的影响因子；

s4、将多晶硅片制备成电池片，测试电池片的电性能参数；

s5、根据各个影响因子对电池片的电性能影响程度，获取Q值；

根据Q值评估多晶硅片的质量。

优选的方案中，一种基于光致发光评估多晶硅锭的晶体质量的方法，包括以下步骤：

s1、建立光致发光硅片检测系统；

s2、选取批量相同铸锭工艺的硅锭，剖锭之后将所有硅块按照从底部到顶部的顺序切割成多晶硅片，按照硅块底部到硅块顶部的顺序将多晶硅片分组；

s3、以光致发光硅片检测系统检测各组的多晶硅片，获取多晶硅片的少子寿命、位错、晶界信息和杂质含量的影响因子，将影响因子取平均值；