一种基于光致发光的太阳能硅片分选系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种基于光致发光的太阳能硅片分选系统及方法，该系统包括激光发射装置、数据采集装置及上位机。所述激光发射装置与上位机电性连接，用于向待分选硅片的表面照射激光。所述数据采集装置与上位机电性连接，用于采集待分选硅片反馈的荧光信号。所述上位机用于对荧光信号分析，获取待分选硅片的位错密度信息和杂质含量信息，确定硅片的等级，并根据多晶硅铸锭中硅片的位错密度和杂质含量的变化，分析多晶铸锭过程中的不足。本发明专利技术可以有效分选不同性能的硅片，去除高位错密度或高杂质含量的低效硅片，从而避免电池因低效硅片影响整个电池的转换效率，同时，可以分析多晶铸锭过程中出现的不良状况，对多晶铸锭进行过程优化。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开，该系统包括激光发射装置、数据采集装置及上位机。所述激光发射装置与上位机电性连接，用于向待分选硅片的表面照射激光。所述数据采集装置与上位机电性连接，用于采集待分选硅片反馈的荧光信号。所述上位机用于对荧光信号分析，获取待分选硅片的位错密度信息和杂质含量信息，确定硅片的等级，并根据多晶硅铸锭中硅片的位错密度和杂质含量的变化，分析多晶铸锭过程中的不足。本专利技术可以有效分选不同性能的硅片，去除高位错密度或高杂质含量的低效硅片，从而避免电池因低效硅片影响整个电池的转换效率，同时，可以分析多晶铸锭过程中出现的不良状况，对多晶铸锭进行过程优化。【专利说明】
本专利技术涉及多晶硅检测
，尤其涉及。
技术介绍
一直以来，人们对多晶硅检测技术未能取得太大的突破，硅片生产过程中并不能对硅片进行分选、评级，不知道硅片是否高效或低效。硅片制作的太阳电池的潜在转换效率与硅片的质量息息相关，硅片生产之前仅通过现有外观及少子寿命等性能测试并不能准确反映该硅片的潜在性能，即通过该硅片制作的太阳电池的电性能参数，从而出现低效硅片片源而导致的电池电性能不良情况。
技术实现思路
本专利技术的目的在于通过，来解决以上
技术介绍
部分提到的问题。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案:一种基于光致发光的太阳能硅片分选系统，其包括激光发射装置、数据采集装置及上位机；所述激光发射装置与上位机电性连接，用于根据上位机输出的指令，向待分选硅片的表面照射激光；所述数据采集装置与上位机电性连接，用于采集所述待分选硅片反馈的荧光信号，输出给上位机；所述上位机与激光发射装置、数据采集装置电性连接，用于对所述荧光信号进行分析，获取所述待分选硅片的位错密度信息和杂质含量信息，按照预设等级划分规则，确定该待分选硅片的等级，并根据多晶硅铸锭中硅片的位错密度和杂质含量的变化，分析多晶铸锭过程中的不足。特别地，所述激光发射装置选用激光器。特别地，所述数据采集装置选用照相机。特别地，所述上位机选用计算机。本专利技术还公开了一种基于光致发光的太阳能硅片分选方法，包括如下步骤:A、根据上位机输出的指令,激光发射装置向待分选娃片表面照射激光；B、数据采集装置采集所述待分选硅片反馈的荧光信号，输出给上位机；C、上位机对所述荧光信号进行分析，获取所述待分选硅片的位错密度信息和杂质含量信息，按照预设等级划分规则，确定该待分选硅片的等级，并根据多晶硅铸锭中硅片的位错密度和杂质含量的变化，分析多晶铸锭过程中的不足。特别地，所述步骤C具体包括:上位机对所述荧光信号进行分析，获取所述待分选硅片的位错密度信息和杂质含量信息，按照预设等级划分规则，确定该待分选硅片是优等硅片、正常硅片或异常硅片，控制检片机将其送入对应的检片盒，并根据多晶硅铸锭中硅片的位错密度和杂质含量的变化，分析多晶铸锭过程中的不足。特别地，所述激光发射装置选用激光器；所述数据采集装置选用照相机；所述上位机选用计算机。本专利技术提供的基于光致发光的太阳能硅片分选系统及方法具有如下优点:一、通过光致发光(PU分选可以挑选出高位错密度或高杂质含量的硅片，从而避免太阳电池因低效区影响整体电池的转换效率。同时，可以从传统意义上的合格片中细分出一定占比的高效硅片，从而获得额外收益。二、通过光致发光分析多晶铸锭过程中出现的不良状况，可对多晶铸锭进行过程优化。三、实现了从硅锭到硅片潜在性能的监控及跟踪，大幅提高了最终广品的良率，改善了铸淀工艺，从而提闻了综合广品性能。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术实施例提供的基于光致发光的太阳能硅片分选系统框图；图2为本专利技术实施例提供的基于光致发光的太阳能硅片分选方法流程图。【具体实施方式】下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部内容。请参照图1所示，图1为本专利技术实施例提供的基于光致发光的太阳能硅片分选系统框图。本实施例中基于光致发光的太阳能硅片分选系统具体包括激光发射装置101、数据采集装置102及上位机103。所述激光发射装置101与上位机103电性连接，用于根据上位机103输出的指令，向待分选娃片的表面照射激光。于本实施例，所述激光发射装置101选用激光器。高能激光连续照射在娃片的表面上，给与娃片一种高能态光束，娃片表层电子吸收光子能够跃迁到激发态，由于高能级的电子不稳定，会回落到低能级，同时伴随着能级差的能量以光辐射的形式发射出来。所述数据采集装置102与上位机103电性连接，用于采集所述待分选硅片反馈的荧光信号，输出给上位机103。于本实施例，所述数据采集装置102选用照相机，该照相机可以实时捕捉所述待分选硅片表面反馈的荧光信号。所述上位机103与激光发射装置101、数据采集装置102电性连接，用于对所述荧光信号进行分析，获取所述待分选硅片的位错密度信息和杂质含量信息，按照预设等级划分规则，确定该待分选硅片的等级，并根据多晶硅铸锭中硅片的位错密度和杂质含量的变化，分析多晶铸锭过程中的不足。于本实施例，所述上位机103选用计算机。所述预设等级划分规则具体包括:一、满足如下条件的为优等硅片:位错等级在0-800，杂质等级在0-1200。若待分选硅片确定为优等硅片，则检片机将其送入1#检片盒。二、满足如下条件的为正常等硅片:位错等级在800-2000，杂质等级在1200-2500。若待分选硅片确定为正常硅片，则检片机将其送入2#检片盒。三、满足如下条件的为异常等硅片:位错等级大于2000，杂质等级大于2500。若待分选硅片确定为异常硅片，则检片机将其送入3#检片盒。光致发光(PL)测试结果和电池效率具有匹配性，位错密度和杂质含量直接影响太阳能电池转换效率；缺陷越多，电池的转换效率越低，缺陷越少，电池的转换效率越高。对硅片进行排序，根据多晶硅铸锭中硅片的位错密度和杂质含量的变化，分析多晶铸锭过程中的不足，从而执行工艺优化来减少缺陷的产生。其中，位错的来源:一、过饱和空位转化成位错；二、由于温度梯度、浓度梯度、机械震动等影响，致使生长着的晶体偏转或者弯曲与相邻晶块之间有位错差，他们之间形成位错；三、结晶是杂质分凝或者组分偏析等。杂质的来源:一、铸锭热处理过程中，杂质在晶界具有很强的偏聚和沉淀作用，成为少数载流子的强复合中心，降低少数载流子的寿命，降低多晶电池效率；二、铸锭过程中，杂质元素的引入，坩埚壁及其涂层成分对硅料扩散等。硅片排序:随着晶体的生长，位错密度的团聚越来越大；杂质含量区域逐渐减少。如图2所示，图2为本专利技术实施例提供的基于光致发光的太阳能硅片分选方法流程图。本实施例中基于光致发光的太阳能硅片分选方法包括如下步骤:步骤S201、根据上位机输出的指令，激光发射装置向待分选硅片表面照射激光。本实施例中激光发射装置选用激光器。上位机输出指令，控制激光发射装置的开启与关闭。步骤S202、数据采集装置采集所述待分选硅片反馈的荧光信号，输出给上位机。本实施例中数据采集装置选用照相机，该照相机可以实时捕捉所述待分选硅片表面反馈的荧光信号。步骤S203、上位机对所述荧光信号进行分析，获取所述待分选硅片的位错密度信息和杂质含量信息本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于光致发光的太阳能硅片分选系统，其特征在于，包括激光发射装置、数据采集装置及上位机；所述激光发射装置与上位机电性连接，用于根据上位机输出的指令，向待分选硅片的表面照射激光；所述数据采集装置与上位机电性连接，用于采集所述待分选硅片反馈的荧光信号，输出给上位机；所述上位机与激光发射装置、数据采集装置电性连接，用于对所述荧光信号进行分析，获取所述待分选硅片的位错密度信息和杂质含量信息，按照预设等级划分规则，确定该待分选硅片的等级，并根据多晶硅铸锭中硅片的位错密度和杂质含量的变化，分析多晶铸锭过程中的不足。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张爱平，王欣，
申请(专利权)人：高佳太阳能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：