ICS77.040 SJ H21 备案号： 中华人民共和国电子行业标准 SJ/T11630—2016 太阳能电池用硅片几何尺寸测试方法 Test method for geometric dimension of silicon wafers for solar cell 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/T11630—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（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 省硅材料质量检验中心。 本标准主要起草人： 黄金 V S SJ/T11630—2016 太阳能电池用硅片几何尺寸测试方法 1范围 本标准规定了太阳能电池用硅片（以下简称硅片）几何尺寸的测试方法。 本标准适用于太阳能电池用硅片几何尺寸的测试。在采用本标准提供的测试方法测试其他类型的样 品之前，应由供需双方协商。 2规范性引用文件 AND RY 凡是不注日期的引用文其最新版本（包括所有的修改单）适用于本 GB/T 14264 导体材 GB/T26071 太阳能电池用准单晶切割片 GB/T2905 日电池用 OF 硅片 3术语和定义 Y GB/T14264CGB 26071和CB /T29055 的木语和定义适用于本文件。 T 4方法原理 4.1本标准采用光 法测量硅片的几何尺寸。由光源提供环境光， 在成像系统的视场内形成边缘 明暗对比的硅片图像 开提取出硅片的边缘轮廊线。在成像系统的物距和像距固定的情况下，物体与其 像对应边长的比例也是固定的，通过对已知边长的硅片成像进而确定图像上单位像素点对应的长度，即 可根据图像上各点的坐标计算其他待测硅片的边长、对角线 边垂直度倒角宽度和倒角角度等几 何尺寸参数。 4.2方形硅片几何尺寸参数的含义见GB/T 标准测试的方形硅片几何尺寸参数如图1所示， 图像上各点像素坐标位置如图2所示。 4.3准方形硅片几何尺寸参数的含义见GB/T26071。本标准测试的准方形硅片的几何尺寸参数如图3 所示，图像上各点像素坐标位置如图4所示。 4.4其他类型的硅片也可按照类似的方法计算出待测的几何尺寸参数。 SJ/T11630-2016 B, A; 说明： E 一准方片对角线长： G——方片对角线长； k为1～2，分别对应硅片的两条对角线。 A方片边长； 一准方片边长； H倒角长度； 邻边垂直度； i为1～4，分别对应硅片的四边。 C—倒角宽度； ar 倒角角度； j为18，分别对应硅片的八个倒角。 图1方形硅片几何尺寸参数示意图 (x14,J4) (xis,Js) (X13,Ji3) (X16,J16) ◆(X0,10) (xg,y,) (u,) (X12,J12) (xs,ys) (Xg,yg) (X6,y6) ( (x,y) (xg,ya) (x2,y2) (xg,ys) 图2方形硅片在图像上的像素坐标位置 2 SJ/T11630—2016 Ci D A 说明： 一对角线长； k为1～2，分别对应硅片的两条对角线。 B- A—方片边长； C- 一准方片边长； 邻边垂直度； i为1～4，分别对应硅片的四边。 D—倒角宽度； a—倒角角度； j为1～8，分别对应硅片的八个倒角。 图3准方形硅片几何尺寸参数示意图 y(x1s, y13) (x16, 16) (X14,J14) (xis, yis) (xio, y1o) (,) (xg,yg) (X12,J12) (xs,ys) (xg,yg) (Xg,ys) (x) (x2,y2) (X3,y) (x,ya) 图4准方形硅片在图像上的像素坐标位置 5干扰因素 5.1测试过程中，硅片的振动或者挪移会影响硅片成像的清晰度，从而影响几何尺寸参数的测试。 5.2硅片边缘所成的像太接近相机视场的边缘，图像处理系统未能很好地修正由于图像畸变带来的影 响，会给测试结果带来偏差。 5.3被测硅片的图像在成像系统视场中的面积所占比例宜大于80%，在其他条件相同的情况下，所占 比例越小，精度越低。 5.4硅片边缘处的沾污会影响硅片图像的边缘提取，给测试结果带来偏差。 3 SJ/T11630—2016 6仪器设备 6.1概述 测试仪器包括承载装置、光源、成像系统、图像处理系统和计算机系统。 6.2承载装置 6.2.1承载装置用于承载并固定待测硅片，使硅片与相机光轴垂直。 6.2.2对于在线测试承载装置也可以采用自动化的传送装置，用于支撑和传送硅片通过测试区域，且 硅片和传送装置之间不发生相对移动。 6.2.3测试过程中，承载装置的振动幅度应小于200um。 6.3光源 6.3.1光源为成像系统提供环境 如图5所示，光照强度应与成 RM 像系统相匹配。 6.3.2在图5a）模式 光源位手硅片的正面， ，提供能均匀覆盖硅 的环境光。 6.3.3在图5b）模 源位于硅片的背面，在硅片背面提供能均 边缘的环境光，硅片 正面与相机之间不 公 图像处理系统 计算机 系统 OF 承载装置 a) 明场模式示意图 成像系统 图像处理系统 硅片 承载装置 区 光源 b) 暗场模式示意图 图5光学成像法测试系统结构图 6.4成像系统 6.4.1 成像系统用于获取测试硅片的图像，要求边缘清晰、轮廓清楚。 6.4.2 根据测试需要可以采用单个或者多个相机，成像系统的光轴应垂直于被测硅片表面。 4 SJ/T11630—2016 6.4.3采用单个相机时，被测硅片的图像在成像系统视场中的面积所占的比例宜大于80%，且图像的 中心应与成像系统视场的中心相重合以降低由于图像畸变带来的测试偏差。 6.4.4如采用多个相机，每个相机将对被测硅片的特定区域成像，通过图像处理系统，最终得到被测 硅片的完整图像，该图像应符合6.4.1的要求。 6.5图像处理系统 6.5.1图像处理系统用于修正图像形变带来的误差，通过边缘提取，获得硅片边缘对应图像的像素点 的坐标，并以此计算硅片几何尺寸参数。 6.5.2需要用参考片校准，计算其单位像素点对应的长度、宽度值，以计算硅片的几何尺寸参数。参 考片由设备厂商提供，并可与其他标准方法标定的校准样片进行比对。 6.6计算机系统 测试过程可手动进行，但推荐采用匹配的计算机系统控制承载装置的动作、光源的调节、图像的获 取、显示和处理，以及数据统计分析、数据记录、存储。 7试样 试样为干燥、清洁、无崩边、无缺口的硅片。 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℃； b) 相对湿度：≤65%； c) 环境洁净度：不低于8级洁净室。 9测试程序 9.1仪器校准 9.1.1将参考片置于承载装置上，调节相机与承载装置的相对距离以及相机的焦距，以保证在获得清 晰图像的同时满足6.4.2和6.4.3的要求，然后通过图像处理系统提取出硅片边缘的轮廓线。 9.1.2选用边长已知，并且与待测硅片规格接近的，边长相差土5mm以内的硅片作为参考片。 9.1.3选择参考片上横向与纵向的轮廓线，将该轮廓线对应边的长度输入图像处理系统，根据该轮廓 线所占像素点的数目即可计算出单位像素点对应的长度。用类似方法标定出单位像素点对应的长度和宽 度，也可适用。 9.1.4标定后，重新测试参考片，对应边长的测试值与标定值的偏差应小于0.5mm，否则应从9.1.1 重新开始标定直到满足要求。 9.2测试 9.2.1选取待测硅片，置于承载装置上。 9.2.2成像系统对硅片成像并由图像处理系统进行计算。 9.2.3计算之后的几何尺寸参数值通过计算机系统显示并输出。 5