ICS77.040 H21 备案号： 中华人民共和国电子行业标准 SJ/T11627—2016 太阳能电池用硅片电阻率在线测试方法 Onlinetestmethodsforresistivityofsilicon wafersfor solarcell 2016-09-01实施 2016-04-05发布 发布 中华人民共和国工业和信息化部 SJ/T11627—2016 前 信言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由全国半导体设备和材料标准化技术委员会材料分会（SAC/TC203/SC2）提出。 本标准由全国半导体设备和材料标准化技术委员会（SAC/TC203）归口。 本标准起草单位：中国有色金属工业标准计量质量研究所、瑟米莱伯贸易（上海）有限公司、江苏 协鑫硅材料科技发展有限公司、中电投西 司、天津市环欧半导体材料技术有限公司。 OR 本标准主要起草人： 干海方 黄樂、 吕喜臣、高树良。 S RDS SJ/T11627—2016 太阳能电池用硅片电阻率在线测试方法 1范围 本标准规定了太阳能电池用硅片电阻率在线测试的方法。 本标准适用于测试边长大于25mm、厚度为0.1mm~0.5mm的太阳能电池用硅片（简称硅片）的电 阻率。测试范围为1.0×10Q·cm~2×10Qcm 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的用是必不可少的。凡是注日期的引用文 国期的版本适用于本文件。 凡是不注日期的引用文真最新版本（包括所有的修改单）适用子本 GB/T6616 GB/T14264 材料 GB/T2607 太白 白能电池 GB/T2905 电池用家 片 3术语和定义 RY GRIT GB/T661 14264 295语和定义适 件 4方法提要 硅片电阻率在线测试来用非接触涡流法。通过传送装置，硅片被传送到测读装置，硅片平插入共 轴涡流探头之间的间隐内， 与振满回路相连接的两个涡流探头之间的 滋场在硅片上感应产生涡流， 则激励电流值的变化是磁片 导的函数，通过测试激励电流的变化 测得试样的电导。通过测厚仪实 时测试电阻率测试区域的硅片厚度，从面 5干扰因素 5.1 GB/T6616规定的所有干扰因素都适用于本标准。 5.2传送装置的速度若非匀速会导致电阻率测试结果发生偏差。 5.3传送装置的振动幅度对电阻率测试有直接的影响。 5.4传送装置若有多个传送部分，则各部分速度应保持一致，否则会造成硅片偏转，影响测试。 5.5硅片水平位置的变化会导致测试点的变化，从而导致电阻率测试结果发生偏差。 5.6硅片中存在高密度晶界时，可能会导致测试的电阻率结果偏高，需要提高测试探头内部交流电线 圈的频率进行测试，参见附录A。 6仪器设备 1 SJ/T116272016 6.1概述 测试设备由自动化平台、电阻率测试装置和计算机系统组成，如图1所示。 6.2自动化平台 6.2.1自动化平台由发送装置、传送装置、位置传感器及接收装置组成。 6.2.2发送装置，用于加载待测硅片，加载速度可根据测试模组的要求进行调节。发送装置应配有定 位装置，保证加载硅片时硅片水平位置准确性优于1mm，角度准确性优于0.3°。 6.2.3传送装置，所有硅片均由传送装置支撑并传送，传送装置的振动幅度应小于200μm。 位置传感器，用于触发传动及测试，定位准确性应优于200μm。 6.2.4 6.2.5接收装置，根据设定的分档规则对硅片进行分类接收。 计算机系统 电阻率测试装置 接收装置 发送装置 测试模组 硅片 口 传送装置 测厚仪 位置传感器 图1测试仪器示意图 6.3电阻率测试装置 6.3.1测厚仪，实时测试电阻率测试区域的硅片厚度。 6.3.2测试模组，测试探头成对使用，分别位于样品上方和下方，同轴放置，轴线垂直于硅片所在平 面。 6.4计算机系统 计算机系统用于自动化平台的动作控制、数据采集、存储及分析。 7试样 试样为干燥、清洁的硅片。 8测试环境 除另有规定外，应在下列条件中进行测试： a）温度：20℃~25℃； 2 SJ/T11627—2016 相对湿度：≤65%； b) c) 洁净度：8级洁净室以上： d) 测试环境应进行电磁屏蔽，避免与大功率设备共用电源，且电源应有滤波功能，防止高频干扰： 仪器预热20min以上，待标准片及硅片试样温度与环境温度平衡后方可进行测量。 e) 仪器校准 9.1 选取硅片电阻率标样时，应保证其电阻率标称值与待测硅片电阻率范围的中间值相当。 9.2校准时探头应准确置于标样标定数值的校准点上。 9.3测试该标样标定校准点的电阻率，偏差应小于1%，若超出偏差应对仪器进行调试并重新校准。 9.4待测硅片的电阻率分布于较小范围内，如0.5Q·cm～3Q·cm时，可按下列方法进行校准： 选取硅片电阻率标样时，应保证其电阻率标称值与待测硅片电阻率范围的中间值相当： a) 校准时探头应准确置于标样标定数值的校准点上： 测试该标样标定校准点的电阻率，偏差应小于1%，若超出偏差应对仪器进行调试并重新校准。 9.5 待测硅片的电阻率分布于较大范围内时，如0.5Q·cm～20Q·cm，可按下列方法进行校准： 选择多片合适的电阻率标样，选择的标样数值范围应该覆盖测试硅片的电阻率分布范围； a) 重复步骤9.4b）～9.4c），用所有的校准标样对测试模组进行校准。 10测试程序 10.1选择测试图形，如图2所示。 10.2单线扫描：单线扫描建议经过硅片中心，如图2a）所示。 10.3多线扫描：采用多对电阻率探头时，探头应该垂直于硅片运动方向等距排列，如图2b）所示。 . . . a) 单线扫描 多线扫描 说明： A探头距样品边缘宜大于10mm 中间探头建议位于硅片中间位置： C 右探头距样品左边缘位置与位置A对称： D- 各探头测试的第一点和最后一点距硅片边缘宜大于10mm： E- 测试点间距。 图2探头与测试位置 3 SJ/T11627—2016 10.4边缘去除。为保证所有测试点都在硅片完全进入探头位置的情况下取得，硅片未完全进入探头的 情况下采样的点要予以去除。 10.5根据测试需求，设置相应的测试参数以及分档规则。 10.6将待测硅片放入发送装置，然后由传送装置将待测硅片传送至测试装置进行测试。 10.7计算机系统保存并输出测试结果，完成统计分档 10.8 传送装置根据分档信息将硅片传送至相应的接收装置。 11 精密度 NOLOGY (e 测试图形 f) 电阻率测 g) 本标准编 h) 测试人员； 测试时间； i) ji) 其他。 D 4 SJ/T11627—2016 附录A （资料性附录） 硅片内晶界及晶粒对涡流法测试频率选择的影响 A.1多晶材料是由许多连接在一起的小晶粒组成的，晶粒尺寸从几百纳米到厘米量级，晶界宽度约0.5 nm～2.0nm。晶粒是个小单晶体，其内部原子以周期方式排列，相邻晶粒晶向之间的角度通常是很大的。 多晶材料中存在大量的晶界，晶界对材料的力学、光学、磁学和电学性质影响很大。 Po S 晶粒 晶界 R c 图A.1等效电路示意图 A.2当使用涡流法来测试电阻率时，因为晶界的存在会对测试带来干扰。晶界和晶粒的分布虽然非常 复杂，但是我们可以选用一个基本的数学模型来研究，如图1所示。可以将晶界视为电容C，晶粒视为 电阻R。可以得由晶界及晶粒组成的等效的RC串联电路，该电阻的总阻抗随输入信号f变化而变化， 存在一个转折频率fo，见公式（A.1）、公式（A.2）和公式（A.3）。 1 (A. 1) fo= 2元RC R=poxl。 .... (A.2) C= ...... (A.3) 式中： R 晶粒的电阻，单位为欧姆（Q）： C 晶界的电容，单位为法拉（F）； 晶粒的电阻率，单位为欧姆厘米（Q·cm）： 10 一晶粒的长度，单位为厘米（cm）： 一晶界的介电常数，单位为法拉/米（Fm）； 一晶界的长度，单位为厘米（cm）。 当f>f时，整个RC串联电路总的阻抗基本不变等于晶粒电阻R。反之，需要考虑容抗Xc=1/2元fC， 通常这项会远大于晶粒自身电阻R。测试多晶方片电阻率时，涡流频率建议选择在该转折频率以上。 5