光致发光成像/ Photoluminescence imaging , 简称 PL成像被公认是一种很有出路的硅片,电池片质量特性分析技术。它能根据多晶硅 as-cut wafer 的材质，对于其进展质量评价和分选。美国能源实验室NREL，德国Fraunhofer太阳能研讨所的很多实验和研讨报告都显示：高明晰度，高分辨率的PL影像可以分辨出硅晶的各种缺陷，这包括常见的Dislocation /位错晶格缺陷，Grain boundary / 晶界缺陷，和 Impurity /杂质缺陷。研讨报告也显示不同的缺陷影响太阳能电池性能的程度是不同的。例如Impurity /杂质缺陷可以在其后的电池片消费工艺-发射极分散工艺中得到改善；而Crystal defect， 包括 Dislocation /位错缺陷， Grain boundary / 晶界缺陷 并不能在其后的电池片消费工艺中得以纠正。自2020年以来，德国弗劳恩霍夫太阳能研讨所Fraunhofer ISE 开发出一套基于加权指数的评级规范，将硅片分成5个质量等级。对三个不同硅片供应商的10,000片硅片随机抽样，测试，评价和分选，结果证明，PL影像可以非常准确的评价硅片资料质量。也许在常规电池片消费线上，顶级硅片资料的微小质量差别对电池片的转换效率没有明显的影响，但是将分选过高质量硅片用在消费高效电池片的MWT-PERC工艺上，结果证明，即使是很小的资料质量差别也能明显地对电池片的I-V特性构成影响。因此对于高效电池片消费线，基于PL成像技术进展的硅片来料检验会是一种非常有效的控制质量的方法。基于上述缘由和实际根底，新加坡维信科技 - Industrial Vision Technology S Pte Ltd 开发了一套 “高明晰度，高分辨率的硅片PL成像和缺陷分析系统。它可以有效地将硅片分选出5个不同的质量等级。采用PL影像对多晶硅的as-cut wafer进展质量评价和分选版权一切：上海伟信新能源科技硅片的质量缺陷和分类硅片的质量缺陷和分类Dislocation /位错晶格缺陷：位错晶格缺陷：在多晶硅的生长过程中，由于应力的作用会在晶粒中产生大量的位错在多晶硅的生长过程中，由于应力的作用会在晶粒中产生大量的位错Dislocation。这。这些位错会在不同的滑移面上聚集成体积更大的位错团。这些位错团可以大幅度地降低少些位错会在不同的滑移面上聚集成体积更大的位错团。这些位错团可以大幅度地降低少数载流子的分散长度。从而降低硅片数载流子的分散长度。从而降低硅片/电池片的光电转换效率。它是多晶硅铸锭过程中的电池片的光电转换效率。它是多晶硅铸锭过程中的一种常见的构造缺陷。如附图一所示。但是它对硅片的等级分选影响最大。一种常见的构造缺陷。如附图一所示。但是它对硅片的等级分选影响最大。Grain boundary / 晶界缺陷：晶界缺陷：多晶硅在生长过程中，晶体之间会产生边境。杂质容易在晶界处偏聚和沉淀。这些边境多晶硅在生长过程中，晶体之间会产生边境。杂质容易在晶界处偏聚和沉淀。这些边境会影响少数载流子的分散长度，从而降低硅片会影响少数载流子的分散长度，从而降低硅片/电池片的光电转换效率。如附图二所示。电池片的光电转换效率。如附图二所示。单晶硅是没有晶界缺陷的。晶界缺陷是构成准单晶硅单晶硅是没有晶界缺陷的。晶界缺陷是构成准单晶硅Cast-mono达不到单晶硅的转换达不到单晶硅的转换效率的主要缘由。效率的主要缘由。Impurity /杂质缺陷杂质缺陷:多晶硅铸锭过程中的常见的有害杂质主要有：氧，碳，以及铁等过度族金属。铁和其它多晶硅铸锭过程中的常见的有害杂质主要有：氧，碳，以及铁等过度族金属。铁和其它金属元素为多晶硅中最主要的杂质，普通来自于坩埚，所以在硅锭的底部以及边缘经常金属元素为多晶硅中最主要的杂质，普通来自于坩埚，所以在硅锭的底部以及边缘经常呈现杂质缺陷呈现杂质缺陷Impurity，如附图四所示。但是它对硅片的等级分选影响不大。由于在，如附图四所示。但是它对硅片的等级分选影响不大。由于在其后的电池片发射极分散工艺过程中，可以去除大部分的杂质。其后的电池片发射极分散工艺过程中，可以去除大部分的杂质。版权一切：上海伟信新能源科技新加坡维信科技 021-68863912 18621165296 mary.maivt-solar 质量好的硅片：质量好的硅片：PL 影像亮度高，影像亮度高，根本没有缺陷根本没有缺陷质量较好的硅片：质量较好的硅片：虽然有明显的虽然有明显的Impurity /杂质缺陷，杂质缺陷，但是只需少量的晶但是只需少量的晶格位错缺陷格位错缺陷质量中等的硅片：质量中等的硅片：有少量的晶格位有少量的晶格位错缺陷错缺陷质量不合格的硅片：质量不合格的硅片：PL 影像亮度低；有影像亮度低；有大量的晶格位错缺大量的晶格位错缺陷陷质量次等的硅片：质量次等的硅片：PL 影像亮度低；有影像亮度低；有较多的晶格位错缺较多的晶格位错缺陷陷Photo by IVT VS-6840 Luminescence AnalyzerClass 1Class 2Class 3Class 4Class 5新加坡维信科技 021-68863912 18621165296 mary.maivt-solar 附图一：Bad Quality Wafer / 质量不合格的硅片主要缺陷：Dislocation /晶格位错， PL影像较暗。Photo by IVT VS-6840 Luminescence Analyzer新加坡维信科技 021-68863912 18621165296 mary.maivt-solar 主要缺陷：Dislocation /晶格位错Grain Boundaries / 晶格缺陷Photo by IVT VS-6840 Luminescence Analyzer附图二：Lower Quality Wafer / 次等质量的硅片新加坡维信科技 021-68863912 18621165296 mary.maivt-solar 主要缺陷：少量的：Dislocation /晶格位错Impurity /杂质缺陷Photo by IVT VS-6840 Luminescence Analyzer附图三：Medium Quality Wafer / 中等质量的硅片新加坡维信科技 021-68863912 18621165296 mary.maivt-solar 附图四：Good Quality Wafer / 较好质量的硅片少量的：Dislocation /晶格体位错Impurity /杂质缺陷Photo by IVT VS-6840 Luminescence Analyzer附图五：Premium Quality Wafer / 质量好的硅片少量的：Grain Boundaries / 晶格缺陷Photo by IVT VS-6840 Luminescence Analyzer新加坡维信科技 021-68863912 18621165296 mary.maivt-solar A Scientific Cooled CCD Camera systemSpecificationHighresolutionImage:1024x1024pixelsHighdynamicrangeofimagedata:16bitsLowdarkcurrentnoise:CCDSensoriscooleddownto:-20CHigh power Laser illumination SystemHomogenizedIlluminationarea:180mmx180mmIlluminationNo-uniformity:5%Adjustableilluminationintensity0-5sunsThermally Control as-cut Wafer test chuckTestPlatesize:180mmx180mmPlatematerials:BrasswithGoldPlatingControlledTemperaturerange:25C1C