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光致發(fā)光技術在檢測晶體Si太陽電池缺陷的應用

作者: 時間:2010-06-17 來源:網(wǎng)絡 收藏

  2.3 裂紋分析

  裂紋分顯裂和隱裂,前者可以通過肉眼直接觀察到,而隱裂片即使通過顯微鏡也難以察覺。如圖5所示,圖5(a)為顯裂片,裂紋區(qū)域?qū)赑L圖片上是一塊灰度低的區(qū)域(方框處),如光學顯微鏡所示。隱裂片的PL圖像和光學照片如圖5(b)所示,通過PL圖像可以在左右下角發(fā)現(xiàn)十字形裂紋,而在500倍的光學顯微鏡下卻沒發(fā)現(xiàn)任何異常。研究發(fā)現(xiàn),十字形隱裂可能產(chǎn)生于由擴散工藝誘生的二次。眾所周知,雖然材料在室溫下極脆,但是當其到達熔點溫度的60%(約740℃)以上時具有韌性。當裝有片的石英舟被推入高溫擴散爐時,具有很大面積厚度比的片受到的不均勻加熱使得Si片中產(chǎn)生很大的溫度梯度,相應地產(chǎn)生了很大的熱應力,當應力超過Si的屈服強度時,擴散誘生就會產(chǎn)生。若組件中出現(xiàn)隱裂片,在經(jīng)過熱力循環(huán)、拉力等可靠性測試時很可能演變?yōu)槠扑椋瑢⒂绊懙秸麄€組件的發(fā)電量,甚至威脅到整個光伏電站的安全。

  2.4 其他情況

  PL還可以校驗其他參數(shù),例如擴散長度、位錯密度、電極不良、氧含量及過渡金屬雜質(zhì)濃度等,這取決于CCD的靈敏度。PL的測量范圍能夠從剛切割的Si片到,可以依次在每步測量結(jié)果的基礎上,*估任一單獨的工藝對最終電池功效的影響,在工藝衛(wèi)生方面更是起著監(jiān)督作用。本文關注的是單晶Si電池,對于多晶Si電池,晶界處會出現(xiàn)灰度降低情況,但并不影響整體分析效果。PL成像優(yōu)勢包括測量時間短;對樣品沒有絲毫破壞性;非接觸測量,可以支持Si片薄片化趨勢;測量能在室溫下進行,測量對象與光源之間的距離靈活可調(diào),因此對樣品尺寸沒有限制。理論上PL可以測量電池串和組件,但實際上要使光均勻照射在組件上還是具有挑戰(zhàn)性,因此PL多用于電池的質(zhì)量控制。

  3 結(jié)語

  利用光致可以立即發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中存在的問題,及時排除,從而提高電池平均效率。目前,PL仍處于定性的階段,的開發(fā)方向是引入與強度相應的量化指標,量化指標對于電池生產(chǎn)的指導意義更大。PL取代接觸式測量方法是其一大優(yōu)勢,具有在生產(chǎn)中規(guī)模化的巨大潛力。


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