一种硅片、过程片或电池片中铁元素含量的检测方法技术

本发明专利技术提供一种硅片、过程片或电池片中铁元素含量的检测方法，所述检测方法包括：检测光照前待测样品的发光性质以及光照后待测样品的发光性质，计算得到所述待测样品中铁元素的含量，利用待测样品中铁元素在光照前后的状态变化导致的发光性质变化来检测待测样品中的铁元素含量，可采用常规设备进行，实现了低成本的检测，且能够针对表面未抛光的过程片和电池片进行检测，应用前景广阔。应用前景广阔。

【技术实现步骤摘要】
一种硅片、过程片或电池片中铁元素含量的检测方法


[0001]本专利技术涉及分析检测
，尤其涉及一种硅片、过程片或电池片中铁元素含量的检测方法。

技术介绍

[0002]常规的化石燃料日益消耗殆尽，在所有的可持续能源中，太阳能是一种清洁、普遍和具有潜力的替代能源。光伏发电是具可持续发展理想特征的发电技术之一。
[0003]目前，在所有的太阳能电池中，硅太阳能电池是得到大范围商业推广的太阳能电池之一，这是由于硅材料在地壳中有着极为丰富的储量，同时硅太阳能电池相比其他类型的太阳能电池，有着优异的电学性能和机械性能。在未来光伏技术的发展中，随着硅太阳能电池光电性能的进一步提高，硅材料价格的进一步降低，硅太阳能电池将在光伏领域占据重要的地位。
[0004]要想得到高转换效率的硅太阳能电池片，其硅片的金属杂质含量，尤其是Fe杂质含量必须低。在电池片生产过程中，Fe杂质可能来自于硅片，也可能来自于电池片生产过程。因此准确测量太阳能电池生产过程中硅片中Fe杂质含量，对技术人员改善太阳能电池制作工艺，提高转换效率有重要意义。
[0005]传统的Fe杂质含量测试方式为二次离子质谱法(Secondary Ion Mass Spectroscopy，SIMS)。然而SIMS测试设备相当昂贵，对于普通的硅片和太阳能电池生产厂商而言难以承担。并且SIMS测试要求样品必须为抛光的硅片，太阳能电池生产过程中的过程片以及最终生产的电池片则无法使用SIMS测试。
[0006]因此急需一种低成本的，可以利用太阳能生产企业常规设备就可以实施的，可以检测硅片、过程片和电池片的Fe元素含量的测定方法。

技术实现思路

[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种硅片、过程片或电池片中铁元素含量的检测方法，所述检测方法利用光照前后待测样品中由铁元素引起的发光性质变化，进而检测待测样品中的铁元素含量，可以兼容硅片、过程片、电池片样品，可采用常规设备进行，实现了低成本的检测，应用前景广阔。
[0008]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]本专利技术提供一种硅片、过程片或电池片中铁元素含量的检测方法，所述检测方法包括：检测光照前待测样品的发光性质以及光照后待测样品的发光性质，计算得到所述待测样品中铁元素的含量。
[0010]本专利技术所述检测方法中，由于铁元素在待测样品中光照前后的存在状态发生改变，进而引起待测样品发光性质的变化，专利技术人意外发现，可将光照前后待测样品发光性质的变化与样品中铁元素的含量构建量的关系，从而能够根据光照前后发光性质计算得到待测样品中铁元素的含量。相较于现有的SIMS测试而言，不仅无需昂贵的仪器设备，而且对待
测样品的表面没有抛光要求，能够兼容硅片、过程片、电池片样品，且在测试过程中无需特殊制备样品，生产前、生产过程中以及生产后的样品均可直接进行测试，能够反映真实生产线的水平。
[0011]优选地，所述光照的光强大于0.2sun，例如可以是0.2sun、0.3sun、0.5sun、1.0sun、1.5sun、1.8sun、2.0sun、2.5sun或3.0sun等。
[0012]所述光强大于0.2sun，有利于光照过程对待测样品中铁元素的激发，促进铁元素状态的改变。
[0013]优选地，所述光照的光源包括自然光和/或人工光源。
[0014]优选地，所述光照的波长包含600～10000nm中的至少一个波长值，例如可以是600nm、656nm、715nm、767nm、823nm、878nm、934nm、989nm、1045nm、1100nm、2000nm、3000nm、5000nm、6000nm或10000nm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用，优选为700～1100nm。
[0015]本专利技术所述光照的波长既可以仅含有600～10000nm中的任意一个波长值，如采用715nm激光，也可是包含有上述波长范围中任意波长段的光源，例如可以是600～800nm的混合光源，或者是700～9000nm的红外光；还可以是含有上述波长范围同时含有其他波长的自然光，如太阳光等；或者是含有上述波长范围中任意波长值同时含有其他波长的光源，例如可以是425nm和715nm混合激光光源等。
[0016]本专利技术优选采用仅含有700～1100nm波长的光，能够有效避免短波长存在带来的温升，测量结果更加准确。
[0017]优选地，所述光照的时长大于10s，例如可以是10s、40s、75s、100s、130s、170s、200s、230s、260s或300s等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
[0018]优选地，所述发光性质包括发光亮度。
[0019]优选地，所述发光性质的检测包括：利用光致发光法检测待测样品的发光亮度，并记录测试光强和测试时间。
[0020]优选地，所述检测的装置为光致发光设备。
[0021]所述光致发光设备还可同时用作光照的设备，相较于现有技术中的SIMS设备，成本大大降低。
[0022]优选地，所述光致发光的测试光强大于0.2sun，例如可以是0.2sun、0.3sun、0.5sun、1.0sun、1.5sun、1.8sun、2.0sun、2.5sun或3.0sun等。
[0023]本专利技术为了使被测样品的注入量大于10
15
cm
‑3，一般控制测试光强大于0.2sun，确保铁元素的激发。
[0024]优选地，所述光照与光照后所述待测样品发光性质的检测之间的间隔时间≤60s，例如可以是0s、0.01s、0.05s、1s、8s、15s、21s、28s、34s、41s、47s、54s或60s等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用，优选≤45s。
[0025]本专利技术控制光照与光照后所述待测样品发光性质的检测之间的间隔时间，减少激发后铁元素状态朝激发前状态转变的情况，进一步提高检测的准确性。
[0026]优选地，所述光照的设备采用检测发光性质的设备进行或者采用检测发光性质的设备附带的光源进行光照。
[0027]对待测样品进行光照时，优选将待测样品置于检测发光性质的设备上进行光照，
能够大大缩小光照与光照后进行发光性质检测的时间间隔，甚至实现无缝衔接。
[0028]优选地，所述计算中，利用所述待测样品与校准片的物理特性和发光性质，计算得到所述待测样品中铁元素的含量。
[0029]优选地，所述物理特性包括少子寿命和体电阻率。
[0030]优选地，所述计算中，利用所述发光性质与少子寿命、体电阻率以及铁元素含量之间的关系式，计算得到所述待测样品中铁元素的含量。
[0031]优选地，所述校准片与待测样品类型相同。
[0032]本专利技术所述校准片与所述待测样品的类型保持一致，即当待测样品为硅片时，校准片同样为硅片；待测样品为过程片时，校准片同样为过程片；待本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅片、过程片或电池片中铁元素含量的检测方法，其特征在于，所述检测方法包括：检测光照前待测样品的发光性质以及光照后待测样品的发光性质，计算得到所述待测样品中铁元素的含量。2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述光照的光强大于0.2sun；优选地，所述光照的光源包括自然光和/或人工光源。3.根据权利要求1或2所述的检测方法，其特征在于，所述光照的波长包含600～10000nm中的至少一个波长值，优选为700～1100nm；优选地，所述光照的时长大于10s。4.根据权利要求1～3任一项所述的检测方法，其特征在于，所述发光性质包括发光亮度。5.根据权利要求1～4任一项所述的检测方法，其特征在于，所述发光性质的检测包括：利用光致发光法检测待测样品的发光亮度，并记录测试光强和测试时间；优选地，所述光致发光的测试光强大于0.2sun。6.根据权利要求1～5任一项所述的检测方法，其特征在于，所述光照与光照后所述待测样品发光性质的检测之间的间隔时间≤60s，优选≤45s。7.根据权利要求1～6任一项所述的检测方法，其特征在于，所述计算中，利用所述待测样品与校准片的物理特性和发光性质，计算得到所述待测样品中铁元素的含量。8.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于，所述物理特性包括少子寿命和体电阻率；优选地，所述计算中，利用所述发...

【专利技术属性】
技术研发人员：万松博，
申请(专利权)人：嘉兴阿特斯技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：