專利名稱：基于過剩載流子衰減的太陽能晶硅硅片分析篩選方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能晶硅硅片分析篩選方法。
背景技術(shù)：
某些半導(dǎo)體材料(包括晶硅硅片)在受到光照等激發(fā)源輻照時，當入射(光子)能量等于或大于該材料的禁帶寬度Eg時，即當hv > Eg時,價帶中的電子會吸收入射(光子)能量而躍遷至導(dǎo)帶，同時在價帶中留下空穴，形成電子空穴對。在無外界干擾情況下，受激電子經(jīng)由不同機制從導(dǎo)帶躍遷回價帶，與之前所留空穴復(fù)合，從激發(fā)到復(fù)合所需平均時間定義為載流子壽命。載流子衰減或復(fù)合速率，或載流子壽命，極大程度反映了半導(dǎo)體材料的某些自身特性，如果雜質(zhì)，缺陷和表面狀態(tài)等。在太陽能電池應(yīng)用中，硅材料的自身特性，如雜質(zhì)和缺陷，對最終電池性能有極大的影響，特別是其平均效率以及效率分布，因而有必要在電池制作和生產(chǎn)前對硅材料做分析和篩選。載流子衰減由多種機制交互或共同影響，其中包含了對太陽能電池性能有影響的幾種復(fù)合機制，如雜質(zhì)和缺陷等。因而載流子衰減的檢測 提供了一種硅材料的分析和篩選的可能。目前有多種技術(shù)可以用于檢測載流子的衰減，其中包括在此技術(shù)背景中所舉例子，半導(dǎo)體電導(dǎo)率。由于光照引起的載流子變化從而改變電導(dǎo)率的現(xiàn)象稱為光電導(dǎo)效應(yīng)，其電導(dǎo)率的變化A O稱為光電導(dǎo)率(Photoconductance)。電導(dǎo)率的變化與載流子之間的關(guān)系為A O = qii p Ap+qy nAn,其中q為電子電荷，U p和U n分別為空穴和電子的遷移率。當移除外界光照或其他激發(fā)源時，載流子通過不同機制復(fù)合從而改變半導(dǎo)體材料的電導(dǎo)率。因而通過檢測電導(dǎo)率的變化可以測量半導(dǎo)體材料的載流子復(fù)合或載流子壽命。太陽能晶硅硅片的載流子壽命是不同復(fù)合機制共同作用的結(jié)果，最終通過電導(dǎo)率變化檢測的實際上是娃片的有效壽命，是發(fā)生在娃片表面和體內(nèi)所有復(fù)合的置加。為有效了解娃片的真實體壽命，常規(guī)做法是利用化學(xué)或物理鈍化的方法降低表面復(fù)合的影響，然后以有效壽命來作為體壽命的最低可能值。這種做法需要對硅片做進一步的處理，其速度和成本限制了該技術(shù)在硅片分析篩選的工業(yè)應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可以快速和低成本篩選的基于過剩載流子衰減的太陽能晶硅硅片分析篩選方法。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種基于過剩載流子衰減的太陽能晶硅硅片分析篩選方法，其特征是利用脈沖光源作為激發(fā)源，使硅片產(chǎn)生過剩載流子從而產(chǎn)生附加光電導(dǎo)，通過檢測光電導(dǎo)衰減，將硅片進行區(qū)分。本發(fā)明可以快速低成本進行篩選。是基于光電導(dǎo)效應(yīng)，利用脈沖激發(fā)源向太陽能晶硅硅片注入過剩載流子，然后通過檢測電導(dǎo)率測量載流子的衰減行為。不同的載流子復(fù)合機制在不同時間段的主導(dǎo)地位導(dǎo)致了不同衰減速度。在合適的衰減時間段(取決于硅片批次的平均質(zhì)量)，表面復(fù)合的影響對有效壽命的影響降至最低，再加上其載流子體擴散的自身限制，在這一特定時間段光電導(dǎo)衰減體現(xiàn)的有效壽命可有效提取和分析太陽能晶硅硅片的體壽命，以此對其進行篩選。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。圖I是本發(fā)明一個實施例的硅片篩選情況圖。圖I中橫坐標為硅片編號。
具體實施例方式一種基于過剩載流子衰減的太陽能晶硅硅片分析篩選方法，利用脈沖光源作為激發(fā)源，使硅片產(chǎn)生過剩載流子從而產(chǎn)生附加光電導(dǎo)，因光生載流子漂移及衰減運動，光電導(dǎo) 隨之衰減，通過檢測光電導(dǎo)衰減，根據(jù)其不同的載流子衰減行為，將硅片進行區(qū)分呈合格硅片和低質(zhì)量硅片。如圖一所示在特定時間段光電導(dǎo)衰減體現(xiàn)的有效壽命可有效提取和分析太陽能晶硅硅片的體壽命，此時光電導(dǎo)衰減速率越快，反映載流子的復(fù)合速率Vk越高，即硅片的質(zhì)量越差；合格硅片的復(fù)合速率\越低，-Ve越大，低質(zhì)量硅片的復(fù)合速率Vk較高，-Vk越小。利用該方法分類后硅片與混合前的所屬類別一致，具體極高的可靠性和重復(fù)性。
權(quán)利要求
1. 一種基于過剩載流子衰減的太陽能晶硅硅片分析篩選方法，其特征是利用脈沖光源作為激發(fā)源，使硅片產(chǎn)生過剩載流子從而產(chǎn)生附加光電導(dǎo)，通過檢測光電導(dǎo)衰減，將硅片進行區(qū)分。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于過剩載流子衰減的太陽能晶硅硅片分析篩選方法，利用脈沖光源作為激發(fā)源，使硅片產(chǎn)生過剩載流子從而產(chǎn)生附加光電導(dǎo)，通過檢測光電導(dǎo)衰減，將硅片進行區(qū)分。本發(fā)明可以快速低成本進行篩選。本發(fā)明基于光電導(dǎo)效應(yīng)，利用脈沖激發(fā)源向太陽能晶硅硅片注入過剩載流子，然后通過檢測電導(dǎo)率測量載流子的衰減行為。
文檔編號H01L31/18GK102709396SQ20121019437
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月13日
發(fā)明者朱君蘭, 林佳繼, 趙同榮 申請人:韓華新能源(啟東)有限公司