專利名稱：太陽(yáng)能級(jí)鑄錠多晶硅片表征方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽(yáng)能級(jí)鑄錠多晶硅片表征方法，可用于鑄錠多晶硅片電池制備前的預(yù)分檔，將缺陷密度高的電池片預(yù)先篩選出，該方法對(duì)硅片的定量分辨與最終產(chǎn)品電池片的效率有較好的符合關(guān)系。
背景技術(shù)：
鑄錠多晶太陽(yáng)能電池目前已經(jīng)占據(jù)硅太陽(yáng)能電池60%以上份額。熒光光致發(fā)光作為半導(dǎo)體檢測(cè)的常用手段，目前主要有熒光光致發(fā)光譜儀和熒光光致發(fā)光成像儀兩種方式，但兩種方法因其特點(diǎn)，在使用上存在一定限制1.熒光光致發(fā)光光譜儀主要針對(duì)半導(dǎo)體微區(qū)進(jìn)行缺陷探測(cè)，得到的是材料0維的成分信息。無(wú)法對(duì)整張多晶硅片進(jìn)行快速評(píng)價(jià)。2.熒光光致發(fā)光成像儀得到的是整張硅片的灰度襯度，如圖1所示，深色部分代表高缺陷區(qū)域，亮度較大部分代表潔凈晶粒，這種方法具有綜合評(píng)價(jià)硅片質(zhì)量的潛力，但目前對(duì)此方法所得到的數(shù)據(jù)缺少比較可靠的量化手段，特別是與最終產(chǎn)品電池片之間的關(guān)聯(lián)性無(wú)法獲得，制約了快速分選硅片的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種太陽(yáng)能級(jí)鑄錠多晶硅片表征方法，對(duì)硅片質(zhì)量進(jìn)行量化分析，用于鑄錠多晶硅片電池制備前的預(yù)分檔，將缺陷密度高的電池片預(yù)先篩選出。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種太陽(yáng)能級(jí)鑄錠多晶硅片表征方法，具有如下步驟1)使用熒光光致發(fā)光成像儀獲得的多晶硅片圖像；2)作多晶硅片圖像的亮度頻數(shù)直方圖；3)以亮度頻數(shù)直方圖的峰值作為閾值，對(duì)多晶硅片圖像進(jìn)行對(duì)象識(shí)別，將其轉(zhuǎn)換為二值矩陣；4)對(duì)得到的二值矩陣進(jìn)行求和，得到亮區(qū)像素點(diǎn)數(shù)，其與總像素點(diǎn)數(shù)的比值即為潔凈晶粒區(qū)面積比例ε，用硅片的潔凈晶粒區(qū)面積比例ε表征最終多晶硅片太陽(yáng)電池的效率。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明基于閾值截取圖像識(shí)別方法的量化處理方法，通過(guò)量化缺陷面積來(lái)預(yù)測(cè)電池片的效率，將測(cè)試后的硅片制作成電池片，得到其效率數(shù)據(jù)，通過(guò)圖4可以發(fā)現(xiàn)硅片的潔凈晶粒區(qū)面積比例ε與對(duì)應(yīng)的電池效率存在正相關(guān)，利用這種正相關(guān)性可對(duì)硅片進(jìn)行快速篩選，提高最終產(chǎn)品的質(zhì)量。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1是本發(fā)明的熒光光致發(fā)光成像儀圖像；圖2是本發(fā)明的硅片亮度矩陣的頻數(shù)直方圖；圖3是本發(fā)明中二值化亮度矩陣圖片；圖4是本發(fā)明中硅片熒光光致發(fā)光圖像潔凈晶粒面積比ε值與效率對(duì)應(yīng)關(guān)系。
具體實(shí)施例方式一種太陽(yáng)能級(jí)鑄錠多晶硅片表征方法，使用商用熒光光致發(fā)光成像儀獲得的多晶硅片圖像，并以亮度頻數(shù)直方圖的峰值作為閾值，對(duì)其進(jìn)行對(duì)象識(shí)別，將其轉(zhuǎn)換為二值矩陣并計(jì)算其潔凈晶粒區(qū)面積比例，該數(shù)值與最終電池的轉(zhuǎn)換效率有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。主要步驟如下1)使用商用熒光光致發(fā)光成像儀獲得多晶硅片的一個(gè)發(fā)光亮度矩陣，矩陣尺寸為 IOMX IOM，或其它大小，也即如圖1所示的圖像。2)以一定數(shù)量的灰階，如128，作不同發(fā)光亮度區(qū)間的頻數(shù)直方圖，如圖2所示，并得到頻數(shù)直方圖峰值P，即直方圖頂點(diǎn)的橫坐標(biāo)值。認(rèn)為亮度高于或等于P值的區(qū)域?qū)?yīng)硅片潔凈晶粒區(qū)域，而亮度值小于P值的區(qū)域?qū)?yīng)硅片中的高密度缺陷區(qū)域。3)以頻數(shù)直方圖峰值ρ為閾值，將發(fā)光亮度矩陣轉(zhuǎn)化為二值矩陣(按下面公式處理)，其中大于或等于P的像素點(diǎn)為1，小于P的像素點(diǎn)為0。
Γ π 八 / · ·\ _f0'. Mi < 1A 以下面的2X2矩陣iggg為例假設(shè)作直方圖得到閾值P為1200，將亮度
大于等于1200的像素點(diǎn)值設(shè)為1，小于1200的像素點(diǎn)設(shè)為0，即得到只包含0和1的二值矩陣。如果對(duì)圖1所示硅片數(shù)據(jù)進(jìn)行上述處理并畫圖，則得到結(jié)果圖3，其亮區(qū)域與暗區(qū)域的形態(tài)襯度相對(duì)原圖符合得比較好，該二值化方法即傳統(tǒng)的單值閾值法。4)對(duì)得到的二值矩陣進(jìn)行求和，得到亮區(qū)像素點(diǎn)數(shù)。其與總像素點(diǎn)數(shù)的比值即為潔凈晶粒區(qū)面積比例ε。實(shí)施例1 1.取一批潔凈鑄錠多晶硅片若干，采集其熒光光致發(fā)光圖像數(shù)據(jù)。2.采用本發(fā)明所述的流程處理圖像數(shù)據(jù)，獲得每片硅片潔凈面積比例ε。3.以ε =0.8為截取線，挑出ε大于0. 8的硅片，此部分硅片對(duì)應(yīng)電池效率處于相對(duì)較低水平。
權(quán)利要求
1. 一種太陽(yáng)能級(jí)鑄錠多晶硅片表征方法，其特征是具有如下步驟.1)使用熒光光致發(fā)光成像儀獲得的多晶硅片圖像；.2)作多晶硅片圖像的亮度頻數(shù)直方圖；.3)以亮度頻數(shù)直方圖的峰值作為閾值，對(duì)多晶硅片圖像進(jìn)行對(duì)象識(shí)別，將其轉(zhuǎn)換為二值矩陣；.4)對(duì)得到的二值矩陣進(jìn)行求和，得到亮區(qū)像素點(diǎn)數(shù)，其與總像素點(diǎn)數(shù)的比值即為潔凈晶粒區(qū)面積比例ε，用硅片的潔凈晶粒區(qū)面積比例ε表征最終多晶硅片太陽(yáng)電池的效率。
全文摘要
本發(fā)明涉及太陽(yáng)能級(jí)鑄錠多晶硅片表征方法，具有如下步驟使用熒光光致發(fā)光成像儀獲得的多晶硅片圖像；作多晶硅片圖像的亮度頻數(shù)直方圖；以亮度頻數(shù)直方圖的峰值作為閾值，對(duì)多晶硅片圖像進(jìn)行對(duì)象識(shí)別，將其轉(zhuǎn)換為二值矩陣；對(duì)得到的二值矩陣進(jìn)行求和，得到亮區(qū)像素點(diǎn)數(shù)，其與總像素點(diǎn)數(shù)的比值即為潔凈晶粒區(qū)面積比例ε，用硅片的潔凈晶粒區(qū)面積比例ε表征最終多晶硅片太陽(yáng)電池的效率。本發(fā)明基于閾值截取圖像識(shí)別方法的量化處理方法，通過(guò)量化缺陷面積來(lái)預(yù)測(cè)電池片的效率，通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)硅片的潔凈晶粒區(qū)面積比例ε與對(duì)應(yīng)的電池效率存在正相關(guān)，利用這種正相關(guān)性可對(duì)硅片進(jìn)行快速篩選，提高最終產(chǎn)品的質(zhì)量。
文檔編號(hào)G01N21/64GK102565659SQ20111045978
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者付少永, 張馳, 熊震, 王梅花 申請(qǐng)人:常州天合光能有限公司