ICS 77. 040 H21 SJ 备案号： 中华人民共和国电子行业标准 SJ/T11629—2016 太阳能电池用硅片和电池片的在线光致 发光分析方法 Test method for in-line characterization of photovoltaic silicon wafers and cells by using photoluminescence 2016-04-05发布 2016-09-01实施 中华人民共和国工业和信息化部 发布 SJ/T11629—2016 前 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、浙江 本标准主要起草人： 唐贺 金善明、黄黎。 S D SJ/T11629—2016 太阳能电池用硅片和电池片的在线光致发光分析方法 1范围 本标准规定了太阳能电池用硅片（以下简称硅片）和电池片的在线光致发光分析方法。 本标准适用于太阳能电池用硅片和电池片，在采用本标准提供的测试方法测试其他类型的样品之 前，需由供需双方协商确定。 2 规范性引用文件 国期的版本适用于本文件。 凡是不注日期的引用文件其最新版本（包括所有的修改单）适用于本 GB/T14264 3术语和定义 于本文件。 RY 3. 1 硅落siliconfalls 硅片表面未贯油 片的局部区域缺损 4方法提要 放置在承载装置上的硅片或电池片被传送并经过成像系统，如图1所示， 用波长小于1104nm的光 源作为激发光照射硅片或电池片。硅片或电池片体内缺陷区域生要 复合发光，而无缺陷区域主要 为本征发光，选取合适的带通滤波器， 可以通过相机获取硅片或电池片中缺陷与本征发光存在明显光 强差异的图片，再经过图像处理系统分， 进而对硅片或电池片进行质量监控。常见的在线光致发光测试结果参见附录A。 SJ/T11629—2016 感光元件 镜头和带通滤波器 激光源和光学装置 样片运动方向 样片 图1在线光致发光光路及成像系统 5干扰因素 5.1测试过程中，硅片或电池片的振动或者挪移会影响硅片或电池片成像的清晰度，从而影响光致发 光的分析结果。 5.2测试环境的温度会影响相机CCD的响应，当环境温度波动过大时，会影响相机信号稳定性，需要 将温度控制在25℃±2℃。 5.3同一硅片或电池片不同区域表面状况的不均匀变化或连续不同样品之间的表面状况变化可能会影 响测试结果，可能涉及的表面影响因素有崩边、硅落、表面沾污、翘曲和线痕等。 6仪器 6.1 总则 在线光致发光分析系统一般包括成像系统、图像处理系统和计算机系统，如图2所示。 2 SJ/T11629—2016 暗室 成像系统 相机 光源 图像处理系统 计算机系统 D AN OF 光致发光分析系统结构图 6.2成像系统 TRY 6.2.1 组成 暗室两侧各开有一狭缝，供 成像系统 般由承载装容 、光源、相机 组成。暗 样片通过。狭缝应 避免来自暗室外的光 回测试结果，同时最大程 6.2.2 承载装置 承载装置通常采用皮带来承载并匀速传送待测样片 6.2.2.1 与皮带应保持相对静止且 不应影响到光路，同时也不应 6.2.2.2测试中承载装置应保持平稳 6.2.3光源 6.2.3.1 选用中心波长785nm<c<1104nm的光源，使其注入深度宜为硅片厚度的一半左右。 6.2.3.2红外光源的光经过发生器产生，并经光纤导入测试模块。此光纤的作用在于保证在测试过程 中，没有与样片产生的光致发光处于同样波段的光从外界进入光纤。 6.2.3.3一条单色线性光的窄带会投射到样片的表面，此线性光窄带垂直于样片的行进方向，该光带 光强的半高宽度为WFWHM，投射光与样片表面夹角为α，沿着此投影光带的光强的标准偏差要小于此光 带光强平均值的10%。 6.2.3.4光源发出的光会经过带通滤波器，此带通滤波器的作用是让发生器产生的波长为2c的光顺利 通过，同时阻止与样片产生的光致发光处于同样波段的光从光纤进入成像系统。 6.2.4相机 3 SJ/T11629—2016 发光波段中任意波长的光时，其外量子效率要处于同一水平。噪音(3α)应不大于感应器最大探测能力的 1%。 6.2.4.2相机镜头前装有带通滤波器，此带通滤波器的作用是让样片的光致发光顺利通过镜头到达相 机，同时阻止光源发出的光通过。 6.2.5成像系统要求 成像系统应满足以下要求： a) 成像系统主光轴应对准被测样片的中轴线（参见图1）。对于均匀的样片，其边缘位置发射出 的光致发光强度应大于其中心位置发射出的光致发光强度的50%。线阵相机上中心像素和达 缘像素对应的感应器，其在样片上的视界宽度差异不超过5%； b) 对于成像系统，被测样片的图像在相机视场中的面积所占的比例宜大于80%，且获取的样片 图像应清晰、轮廓清楚 c) 计算机系统能够识别缺陷的能力与图片分辨率、对比度、清晰度有关，在组建成像系统时应考 虑该因素。通常相机分辨率应达到一百万像素或者更高。 6.3图像处理系统 6.3.1图像处理系统应满足以下要求： a）具有边缘识别功能，能够正确地识别样片边缘； b) 至少要用255个不同的灰阶来动态地表征所得图像上不同像素点的光致发光强度； 能够对获取的样片光致发光的图像进行分析、处理。 6.3.2随着样片传送过成像系统，线性相机会不断拍取瞬时的线阵图片，最终图像处理系统将这些线 阵图片拼接起来形成一张完整的硅片或电池片图像。再经图像处理系统处理，以一定的算法分析后就能 输出如尺寸、型号、缺陷位置及大小等结果。 6.4计算机系统 计算机系统用于控制测试过程，存储测试图像及数据，并输出测试结果。如有需要可按照设定规则 将测试结果进行统计分类。最终收集测试数据，建立数据库。 7试样 试样为清洁、干燥的硅片或电池片。 8测试环境 除特殊要求外，应在下列环境中进行测试： a）温度：25℃±2℃； b)术 相对湿度≤65%； C) 洁净度：不低于8级的洁净室。 9测试程序 9.1仪器校准 4 SJ/T11629—2016 9.1.1 校准的目的是通过对相机CCD的补偿，使图片对光致发光强度的表现层次更加清晰。 9.1.2随机抽取10片156mm的样片，依次在设备上测试。电脑将获取到的10张图片取灰度平均值， 便可对相机的每个CCD进行电压补偿。 9.1.3将参考片置于承载装置上，调整相机曝光时间使光强满足设备要求，且符合6.2.5a）的要求。 9.1.4 测试不同类型、不同规格的硅片或者电池片时，应选取对应的参考片进行校准。 9.1.5 保存所有校准数据及文件。 9.2测试 9.2.1 将待测样片置于承载装置。 9. 2.2 根据样片尺寸和类型，选取对应的校准文件。 9.2.3 成像系统对样片进行成像。 9. 2. 4 图像处理系统分析、处理获取的样片图像。 9.2.5 计算机系统保存并输出测试结果。 10 测试报告 测试报告应包括以下内容： 样品的类型和编号； a) b) 测试设备的名称及型号； c) 测试结果，包括测试图像； 本标准编号； (P e) 测试环境； f) 测试地点和测试者； g) 测试日期。 5