ICS77.040 SJ H21 备案号： 中华人民共和国电子行业标准 SJ/T11632—2016 太阳能电池用硅片微裂纹缺陷的测试方法 Testmethodformicrocrackdefectsof siliconwafersforsolarcell 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 SJ/T11632—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、江苏 协鑫硅材料科技发展有限公司、浙江精功科股份有限公司 峨嵋半导体材料研究所。 本标准主要起草人：熊 S S SJ/T11632—2016 太阳能电池用硅片微裂纹缺陷的测试方法 1范围 本标准规定了太阳能电池用硅片（以下简称硅片）微裂纹缺陷的测试方法。 本标准适用于太阳能电池用硅片微裂纹缺陷的测试，也可适用于硅片裂纹、杂质和孔洞缺陷的测试。 在采用本标准提供的测试方法测试其他类型的样品之前，需由供需双方协商。 2规范性引用文件 AND AT RY 日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）适用子本 GB/T14264 GB/T26071 太阳能电池用佳单品切割片 GB/T2905 太阳电池用 3术语和定） Y. T26071/T29055界 GB/T1426 列术和定 义适用于 ISTI 3. 1 微裂纹 micraerag 2 是指宽度在微米量级，无法通过肉眼直接识别的裂 常见的微裂纹类型参 见附录A。 4方法原理 ND 4.1概述 本标准采用光学法测试硅片中的微裂纹缺陷，利用微裂纹缺陷和正常区域对于光线反射或透射的特 性存在明显差异来检测硅片中的微裂纹缺陷。光学法主要分为暗场散射法与明场透射法两种。 4.2暗场散射法 入射光被硅片表面反射，若硅片存在微裂纹缺陷，则入射光在微裂纹区域的散射会加强。在暗室环 境中，通过成像系统对硅片成像并分析散射光强的分布即可识别出硅片中的微裂纹缺陷，如图1所示。 4.3明场透射法 入射光透射过硅片表面，若硅片存在微裂纹缺陷，则微裂纹区域的透射光强较正常区域低，通过成 像系统对硅片成像并分析透射光强的分布即可识别出硅片中的微裂纹缺陷，如图2所示。 SJ/T11632—2016 暗室 散射光 反射光 入射光 硅片 微裂纹 图1暗场散射原理示意图 入射光 微裂纹 硅片 透射光 图2 2明场透射原理示意图 5干扰因素 5.1 硅片表面的沾污会影响入射光的散射或透射，进而导致微裂纹缺陷测试结果的误判。 5.2通常入射光的吸收系数会随着硅片的体电阻率降低而增大。所测硅片的体电阻率低于0.5Q·cm 时，入射光会被硅片过多吸收，导致测试系统获得的散射光或透射光光强较弱，可能会影响微裂纹缺陷 的正确识别。 5.3如果硅片厚度在150μm～250μm范围之外，会影响透射光强度，从而影响微裂纹缺陷的正确识别。 5.4如果硅片在成像系统视场中所占比例小于80%，会降低成像系统分辨能力，影响微裂纹的正确识 别。 2 SJ/T11632—2016 5.5光学法可检测的微裂纹缺陷的最小尺寸取决于成像系统的分辨能力。成像系统的分辨能力通常用 图像上单位像素点对应的实际长度来反映，若微裂纹缺陷的尺寸小于该长度则无法识别出该微裂纹缺 陷。 5.6对于硅片中线性分布的微裂纹缺陷，在入射光采用线光源的情况下，若微裂纹缺陷在硅片体内的 延伸方向与入射光的入射方向相同或接近平行，微裂纹缺陷对应区域的透射光强会较弱，导致硅片图像 中微裂纹缺陷区域的对比度较低，可能会影响明场透射法对该类微裂纹缺陷的测试结果。 5.7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，从而影响微裂纹缺陷测试。 6仪器 6.1概述 微裂纹缺陷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。微裂纹 缺陷测试仪器系统结构如图3所示。 6.2承载装置 6.2.1用于承载并固定测量硅片。 6.2.2对于在线测量，通常采用皮带来承载并传送硅片，因此测量中要求硅片与皮带保持相对静止。 6.2.3测试中承载装置应保持平稳，且振动幅度应小于200μm。 6.3光源 6.3.1根据微裂纹缺陷测试系统原理的不同，光源相对成像系统位置也不同，具体如下： a) 暗场系统，如图3a)所示。光源与成像系统分别位于硅片所在平面的同侧，且入射光与成像 系统主光轴成β角（60<β<90°）。选取合适的β角，确保反射光不能直接进入成像系统，且 微裂纹测试系统具有足够的微裂纹缺陷对比度； b) 明场系统，如图3b)所示。光源与成像系统分别位于硅片所在平面的两侧，且入射光与成像 系统主光轴成α角（30<α<90°）。选取合适的α角，确保微裂纹测试系统具有足够的微裂纹 缺陷对比度。 6.3.2光源应能提供强度均匀、稳定的入射光，且入射光应均匀覆盖硅片测试区域。 6.3.3对于明场系统，光源应具有足够的透射光强穿透硅片，如采用卤素灯作为光源；对于暗场系 统，光源通常采用激光，波长无特殊规定。 6.4成像系统 6.4.1成像系统主光轴宜垂直于被测硅片表面所在平面。在光源匹配的情况下，成像系统主光轴也可 与硅片所在平面成一定角度。如有需要，可同时采用多组成像系统对被测硅片从多个不同的方向分别进 行图像数据采集。 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微裂纹尺寸与其分辨能力有关。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具有边缘识别功能，能够正确地识别硅片边缘。 6.5.2能够对获取的硅片原始图像进行分析、处理。 3 SJ/T11632—2016 6.5.3根据微裂纹缺陷的特征，对潜在的微裂纹缺陷进行判定、区分、分类，最终识别出微裂纹缺陷。 6.6计算机系统 6.6.1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。 6.6.3 收集测试数据，建立微裂纹数据库。 暗室 图像处理系统 计算机系统 成像系统 AND 光源 入射角 而系统结 图像处理系统 计算机系轮 硅片 承载装置 光源 入射角 b）明场系统结构示意图 图3微裂纹缺陷测试系统结构示意图 SJ/T11632—2016 7试样 试样为干燥、清洁的硅片。 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：18℃～35℃，且应保持恒温。 相对湿度≤65%。 c) 洁净度：不低于8级洁净室。 测试程序 9 9.1仪器校准 9.1.1 将校准样品置于承载装置上，调整相机曝光时间使光强满足设备规范，且符合6.4.2和6.4.3 的规定。 9.1.2测试不同类型、规格的硅片时，应选取对应的校准片进行校准。在图像处理系统中，输入硅片 对应边长的尺寸，获取尺寸与像素对应关系。 9.1.3保存所有校准数据及文件。 9.2测试 9.2.1 将待测硅片置于承载装置。 9.2.2根据样品尺寸和类型，选取对应的校准文件和微裂纹数据库文件。 9.2.3成像系统对硅片进行成像。 9.2.4图像处理系统分析、处理获取的硅片图像。 9.2.5 计算机系统保存并输出测试结果。 10 精密度 硅片微裂纹试验分别选取尺寸为156mm±1mm、厚度为200μm±20μm、电阻率为132·cm的单 10.1不 晶、多晶正常硅片和微裂纹硅片各10片。 10.2将所选硅片按照同一方向、同一顺序，在五个实验室进行三次重复测试，然后将所选样品在原来 测试方向的基础上旋转90°后再测试一次。五个实验室测试的正确性均优于85%。 11 试验报告 试验报告应包括以下内容： a) 硅片的类型和编号； b) 测试设备名称及型号： c) 测试环境； (P 硅片测试方向； e) 测试结果，包括微裂纹数量、硅片图像； 5