ICS 77.040 H21 SJ 备案号： 中华人民共和国电子行业标准 SJ/T11631—2016 太阳能电池用硅片外观缺陷测试方法 Test methodsfor surface defects of silicon wafersfor solarcell 2016-04-05发布 2016-09-01实施 发布 中华人民共和国工业和信息化部 SJ/T11631—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。 本标准主要起草人：陈佳淘、 SJ/T11631—2016 太阳能电池用硅片外观缺陷测试方法 1范围 本标准规定了太阳能电池用硅片（以下简称硅片）外观缺陷的测试方法。 本标准适用于太阳能电池用硅片的沾污、崩边和缺口等外观缺陷的测试。对于其他类型硅片或外观 缺陷在使用本标准规定的测试方法时，需经有关各方协商。 2规范性引用文件 RY 下列文件对于本文件 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 导体材科术 GB/T 14264 GB/T26071 GB/T2905 3术语和定 本文件。 GB/T14264 26071租/T29055界 定义 才木 NIST 4方法原理 4.1概述 本标准采用光学成像法测试硅片的外观缺陷，通过分析光线经硅片反射或从硅片中透射后光学属性 的变化来表征硅片的外观缺陷状况 ，主要包括镜面反射法、漫反身 法。硅片外观缺陷产生原因 天和透 及常见表现形式参见附录A。 4.2镜面反射法 光源和成像系统在硅片的同侧，光线入射方向与硅片所在平面的夹角和成像系统接收方向与硅片所 在平面的夹角相同（0<α<90，0<β<90，α=β），使得成像系统可以接收大部分的反射光线，如图1所示。 当硅片存在崩边或缺口时，缺陷区域反射光线在β角方向密度发生变化，成像系统接收到的光强与无缺 陷时存在明显差异，反映在成像系统拍摄的图片上，即缺口和部分崩边区域较正常区域暗，部分崩边区 域较正常区域亮。该方法可用于硅片的崩边和缺口测试。 SJ/T11631—2016 光源 成像系统 硅片 图1镜面反射法示意图 4.3漫反射法 光源和成像系统在硅片的同侧，光线入射方向与硅片所在平面的夹角为α（0<α<90°），成像系统 接收方向与硅片所在平面的夹角为β（β=90°），成像系统只接收垂直于硅片表面的漫反射光线，如图2 所示。当硅片表面存在沾污时，光线在该处垂直于硅片表面的漫反射减弱，成像系统接收的漫反射光线 减少，反映在成像系统拍摄的图片上，该区域较正常区域暗。该方法可用于硅片的沾污测试。 成像系统 光源 硅片 图2漫反射法示意图 4.4透射法 光源和成像系统在硅片的两侧，光线入射方向与硅片所在平面的夹角和成像系统接收方向与硅片所 在平面的夹角均为90°（α=β=90°），成像系统接收未被硅片遮挡的光线，如图3所示。当硅片存在缺口 时，光线穿过该缺陷区域被成像系统接收，成像系统在该区域接收的光线增多，反映在成像系统拍摄的 图片上，该区域较正常区域亮。该方法可用于硅片的缺口测试。 成像系统 硅片 光源 图3透射法示意图 2 SJ/T11631—2016 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，从而影响外观缺陷测试。 5.2硅片表面清洁度。硅片表面如果有粉尘，会改变反射光强的大小，从而干扰系统对缺陷的判别。 5.3硅片的翘曲度。若硅片的翘曲度过大，会改变光线的反射方向，影响成像系统对反射光的接收， 从而干扰系统对于缺陷的判别。 5.4成像系统的分辨率直接影响系统对于缺陷判别的准确性。 5.5光源的强度会影响成像的清晰度，降低缺陷区域与非缺陷区域成像对比度，从而影响系统对于缺 陷判别的准确性。 6仪器 6.1概述 外观缺陷的光学测试仪器应包括承载装置、光源、成像系统、图像处理系统和计算机系统。 2承载装置 6. 2 承载装置应能够平稳的承载待测的硅片。测试中承载装置应保持平稳，振动幅度应小于200um。 6.3光源 6.3.1光源提供均匀稳定的照射光束。 6.3.2利用反射法或透射法测试硅片的崩边和缺口时，建议采用光照强度较高的聚集光源。 6.3.3利用漫反射法测试硅片沾污时，建议采用面光源。 6.4成像系统 6.4.1成像系统用于获取硅片的图像信息。 6.4.2 对于成像系统，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%。 6.4.3获取的硅片图像应清晰、轮廓清楚。 6.4.4成像系统能够识别的缺陷与其分辨能力有关，在组建成像系统时应考虑该因素。 6.5图像处理系统 6.5.1 图像处理系统对获取的硅片原始图像进行分析、处理。 6.5.2根据缺陷的特征，对缺陷进行判定、分类。 6.6计算机系统 6.6.1计算机系统控制测试过程。 6.6.2存储、分析测试图像及数据，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。 7试样 试样为干燥、清洁的硅片。 8测试环境 3 SJ/T11631—2016 除另有规定外，应在下列条件中进行测试： a) 温度：18℃～35℃，且应保持恒温； b) 相对湿度≤65%； c) 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 图像校准：将样品置于承载装置上，调整光强和成像系统曝光时间使图片对比度满足设备要求， 且符合6.4.3规定。 9.1.2尺寸校准：测试不同类型、规格的硅片 对应的校准片进行校准。在图像处理系统中， 输入待测样片对应边长的尺寸 9.1. 3 保存所有校准数据及 9. 2 测试 9.2.1 将待测硅 9. 2. 2 根据硅片 和 类型， 对硅月 进行成 9.2.3 成像系 图像处 9. 2. 4 析、 上图像 9.2.5 计算机 统保 存并输出 试 TRY 10 精密度 崩边、 种的太阳能用多晶硅 将所选硅片按照同 方向、同一顺序 验室进行10次重复测试，记录测得的缺陷面积。 在5个不同试验室献 缺陷和崩边测试的标准差低于0.5，沾污缺陷测武标准差在1-3之间。5个实验 室间，缺口面积相对标准偏差为1.04%，崩边面积相对标准偏差为0.30%，沾污面积相对标准偏差为 1.33%，同时外观缺陷测试对 无缺陷硅片不存在明显的误判情况 C 11 试验报告 试验报告应包括以下内容： a) 试样规格； b) 试样编号及数量； c) 测试设备名称及型号； d) 测试结果： 缺口面积； 崩边面积； 3） 沾污面积； e) 本标准编号； f) 测试地点； g) 测试者和测试日期； h) 测试中观察到的异常现象。 4 SJ/T11631—2016 附录A （资料性附录） 硅片外观缺陷产生原因及常见表现形式 A.1硅片在生产过程中，由于硅片不可避免地要与设备、人员接触，可能会受到碰撞、挤压、与污染 源接触等其他外部因素的影响，因此可能会产生崩边、缺口、沾污等其他外观缺陷。 A.2硅片外观缺陷常见的表现形式如图A.1、图A.2、图A.3所示。 图A.1崩边 图A.2缺口 图A.3沾污