光生伏打电池制造制造技术

光生伏打电池制造。本发明专利技术公开了一种制造至少一个半导体光生伏打电池或模块以及用于对半导体材料进行分类的方法（300）。所述方法涉及到在所述制造工艺的多个阶段（312－324）当中的每一个阶段对晶片进行发光成像，以及把获得自关于相同晶片的所述成像步骤的至少两个图像进行比较以便识别出制造工艺引发的瑕疵的发生或增大。如果所识别出的工艺引发的瑕疵超出预定的可接受度水平，则从所述制造工艺（310）中移除（351－356）所述晶片，或者可以补救所述缺陷或者将所述晶片传递到其他制造工艺以匹配其特性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及硅晶片、光生伏打电池以及光生伏打电池模块的制造，具体来说涉及到在从源材料生产硅晶片时以及在制造光生伏打电池和光生伏打电池模块时所出现的问题和瑕疵(fault)。在硅光生伏打电池的情况下，当把多晶硅用于光生伏打电池制造时，这一问题最为显著。但是在单晶硅光生伏打电池制造中所述问题也很明显，并且可以使用这里所公开的装置。本专利技术不限于检测裂缝。裂缝是由制造工艺引发的瑕疵的一个在经济上非常重要的实例。本方法还可以检测诸如局部旁路(例如由于金属“刺穿”pn结导致)或者晶片污染之类的其他瑕疵。在本说明中关于现有技术的任何讨论都不应当被视为承认所述现有技术是众所周知的或者形成本领域内的共同常识的一部分。
技术介绍
利用特定半导体技术(比如硅晶片技术)制造光生伏打电池和光生伏打电池模块涉及多个阶段。在硅晶片制造、光生伏打电池制造以及光生伏打电池模块制造期间，可能会在所述晶片、完成的电池或模块中引入难以通过被用于制造质量控制的标准光学检查方法检测出来的瑕疵。此外，先前存在的瑕疵可能会在所述光生伏打电池及模块的制造步骤期间增大，并且可能导致在光生伏打电池制造期间严重损坏所述晶片，或者导致在模块制造期间或者可能在所述模块已经被安装并且易于受到诸如日/夜热循环之类的物理应力影响之后严重损坏完成的光生伏打电池。虽然裂缝例如可能在任何阶段出现，但是可能最坏的情况是所述裂缝或其他瑕疵在光生伏打电池制造的最终电测试阶段不会导致电输出的严重恶化,但是在把这种含有裂缝的电池与其他光生伏打电池一起形成到光生伏打电池模块中时，可能会发生破损。这不仅可能会毁坏所涉及到的特定晶片，而且可能会毁坏整个光生伏打电池模块。因此，裂缝或其他瑕疵的形成及其在硅晶片、光生伏打电池的各个处理和制造阶段的可能增大以及利用这种电池的后续光生伏打电池模块制造都是严重的问题。世界范围内的硅短缺正迫使光生伏打电池制造业降低晶片的厚度。这可能会提高由于裂缝产生和增大而发生电池破损的比率。本专利技术的目的是克服或者改善现有技术的至少一个缺点，或者提供一种有用的替换方案。
技术实现思路
除非上下文明确地另行要求，否则说明书和权利要求书中的措辞“包括”、“包含”等应该以包含性而非排他性或穷举性的意义来理解；也就是说以“包括，但不限于”的意义来理解。在概括的方面，本专利技术提供了一种制造至少一个半导体光伏器件的方法，所述方法包括以下步骤 获得与半导体光伏器件制造工艺的至少一个阶段相关联的至少一个半导体晶片的多个图像； 对其中至少两个所述图像进行比较，以便识别出瑕疵的发生或增大；以及 确定所识别出的瑕疵的所述发生或增大是否超出预定的可接受度水平。优选地，所述图像是发光图像。这些图像允许识别出瑕疵(特别是工艺引发的瑕疵)的发生或增大，以便确定所述晶片的质量是否足以继续所述工艺。但是如果所述瑕疵的发生或增大超出预定的可接受度水平，则操作员可以丢弃所 述晶片、可以确定是否需要矫正所述瑕疵以及/或者可以返回所述晶片以用于进一步制造。所述至少两个图像可以是在所述制造工艺中的不同位置处取得(例如在所述制造工艺的某一阶段之前和/或之后取得)的单一晶片的图像。或者，所述至少两个图像是在所述制造工艺的某一位置处取得的图像，其中所述图像是电结构足够相似的两个晶片的图像。这样的两个晶片优选地被分类为源自相同的源材料，例如最初相邻并且从相同的源材料相继得到的晶片。在替换实施例中，可以在所述制造工艺的某一阶段之前和/或之后在单一晶片上实施成像。上面描述的方法提供了一种用于确定晶片是否具有可能导致最终得到的光生伏打电池或模块的性能不佳的瑕疵的可靠机制。可以由本申请识别出的瑕疵包括晶片、光生伏打电池或光生伏打模块中的任何机械瑕疵、电瑕疵以及甚至外观瑕疵(cosmetic fault)。具体来说，所述工艺可以定位硅晶片的裂缝、旁路(shunt)或污染。从最初生产晶片时(即通过从源材料块锯下或者通过挤压)开始，可以在所述制造工艺中的任一点实施成像。所述工艺还可以被用于确定与所述光生伏打电池制造工艺的相应阶段相关联的瑕疵发生和/或增大的统计量。如本领域技术人员将认识到的，本技术对于评估相应阶段的性能水平非常有用，并且在必要时提供针对该阶段的补救措施。本领域技术人员还将认识到，可以在所述制造工艺中的特定阶段执行所述成像，或者可以在整个工艺过程中执行所述成像。具体来说，可以在所述制造工艺的至少以下阶段实施成像 (i)在开始制造之iu; (ii)紧接在从源材料生产出晶片之后； (iii)在对晶片进行初始锯损伤蚀刻之后； (iv)在初始锯损伤蚀刻与发射极扩散之间； (V)在发射极扩散与氮化硅沉积之间； (vi)在氮化硅沉积与在晶片上丝网印刷金属接触之间； (vii)在晶片上丝网印刷金属接触与对晶片进行热处理之间； (viii)在光生伏打电池制造完成时并且在把光生伏打电池合并到光生伏打电池模块中之前。在第二方面,本专利技术提供一种分析对应于光生伏打电池及模块的制造工艺的方法，所述工艺包括 获得与半导体光生伏打电池或模块制造工艺的至少一个阶段相关联的至少一个半导体晶片的多个图像； 对其中至少两个所述图像进行比较，以便识别出所述制造工艺的特定阶段的所述晶片中的瑕疵的发生或增大；以及 对与所述制造工艺的相应阶段相关联的瑕疵发生或增大的数据进行整理；以及 可选地对所述阶段应用补救措施。在第三方面，本专利技术提供了一种具有多个阶段的用于光伏器件的制造系统，其中通过所述多个阶段由源材料形成硅晶片并且对硅晶片进行处理以便形成光生伏打电池或模块，所述系统包括 成像设备，其被配置成在所述制造工艺之前以及在所述制造工艺期间捕获多个图像；处理器，其被配置成对其中至少两个所述图像进行比较及分析，以便识别出所述晶片中的瑕疵的发生或增大，并且确定所述瑕疵是否超出预定的可接受度水平。对晶片的成像是光致发光(PL)成像，但是在所述晶片上形成金属接触(即实际形成光生伏打电池)之后的各步骤中也可以使用电致发光(EL)成像。EL对于完成的电池来说是可能的并且更加便宜，但是PL通常给出略微更好的结果。EL对于模块中的电池来说更加实用并且更加便宜。这些监控装置特别适用于由多晶硅制造光生伏打电池的情况，在这种情况中无法很容易地把裂缝与PL或EL图像中的大量结构进行区分，其中所述结构是从电活性晶粒间界、具有高度可变电质量的晶粒以及(例如由于晶体缺陷或杂质而导致的)电质量较差的区域得到的。但是对于单晶电池仍然可以应用相同的工艺，这是因为在裂缝处发生的电子一空穴复合得到增强，因此PL成像可以很容易地把裂缝的存在显示为暗线。如上所述，可以将光致发光(PL)和/或电致发光(EL)成像与本方法一起使用。PL成像通常被用来在每一个未经处理的多晶晶片被生产出来之后并且进入光生伏打电池生产设施或工艺时记录其图像。在一些或所有后续制造步骤之后记录类似的PL图像，一直到(并且包括)在晶片上形成金属接触之后的各步骤所取得的一个或多个PL (或EL)图像。把最初的PL图像(或后续PL图像)与在至少另一个处理步骤之后取得的PL或EL图像自动进行比较，可用于揭示瑕疵的存在，比如可能归因于破裂的附加暗线。破裂是“工艺引发的缺陷”的一个重要的例子，即由制造工本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造至少一个半导体光伏器件的方法，所述方法包括以下步骤：获得与半导体光伏器件制造工艺的至少一个阶段相关联的至少一个半导体晶片的多个图像；对所述多个图像中的至少两个图像进行比较，以便识别出所述至少一个晶片中的瑕疵的发生或增大；以及确定所识别出的这种瑕疵的发生或增大是否超出预定的可接受度水平。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：RA巴多斯，T特鲁普克，
申请(专利权)人：BT成像股份有限公司，
类型：发明
国别省市：