第五章节太阳能硅片.docx

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第五章节太阳能硅片

第五章节太阳能硅片

1基本介绍

所谓的硅片就是经过单晶拉棒、多晶铸锭之后将其进行切割的一种工艺拉。

通常硅片的种类有以下几种，单晶125、156，多晶125、156，其中多晶125就是一个方形的。

关于，先看看它们的图片，以下就是它们的图片以及一些参数

这就是硅片拉，如何认识硅片？

我觉得还从外表去观察

第一硅片似乎都是灰色的

第二多晶硅片上有块纹状的图案

第三单晶硅片呈现一色的灰

第四单晶是六边形

第五多晶是四边形

至于其成分、结构、生产工艺、所需设备及投资、回报周期、硅片的检验标准、硅片的价格下面会讲到

2成分及结构

硅片的成分当然是硅拉，还有其杂质含量问题，不过太阳能级的硅片，其硅元素含量至少是六个九。

硅片呀，属于原子晶体，结构式正四面体。

至于市场上如何描述硅片的，我们可以去网上查查

是否提供加工定制

是

种类

元素半导体

特性

优质

用途

电池片

品名

6?

单晶硅片A级片

导电类型

P型

电阻率（Ω.cm）

1-3

对边宽（mm）

125±0.5

对角线（mm）

150±0.5

厚度（μm）

200±20

厚度不均匀度

TTV≤30

位错密度（个/cm2）

〈1000

弯曲度（μm）

≤40

体少子寿命

≥10μs

氧含量

≤1×1018atoms/cm3

碳含量

≤5×1016atoms/cm3

线痕（μm）

凹坑

无凹坑

穿孔

无穿孔

沾污

无沾污

崩边

不超过侧面厚度1/3，长度不小于0.5mm×0.1mm的小于2处

应力

无应力

孪晶

无孪晶

缺口

无缺口

缺角

无缺角

裂纹/隐裂

无裂纹/隐裂

3硅片的生产

硅片的生产工艺呢如下，以前也接触过拉。

以下的图片就就很形象

去头尾拉

滚圆了

打磨了

倒角

切割清洗了

等等

它具体工艺如下了

　加工流程：

　　单晶生长—→切断—→外径滚磨—→平边或Ｖ型槽处理—→切片

　　倒角—→研磨腐蚀—→抛光—→清洗—→包装

　　切断：

目的是切除单晶硅棒的头部、尾部及超出客户规格的部分，将单晶硅棒分段成切片设备可以处理的长度，切取试片测量单晶硅棒的电阻率含氧量。

　　切断的设备：

内圆切割机或外圆切割机

　　切断用主要进口材料：

刀片

　　外径磨削：

由于单晶硅棒的外径表面并不平整且直径也比最终抛光晶片所规定的直径规格大，通过外径滚磨可以获得较为精确的直径。

　　外径滚磨的设备：

磨床

　　平边或Ｖ型槽处理：

指方位及指定加工，用以单晶硅棒上的特定结晶方向平边或Ｖ型。

　　处理的设备：

磨床及Ｘ－ＲＡＹ绕射仪。

　　切片：

指将单晶硅棒切成具有精确几何尺寸的薄晶片。

　　切片的设备：

内圆切割机或线切割机

　　倒角：

指将切割成的晶片税利边修整成圆弧形，防止晶片边缘破裂及晶格缺陷产生，增加磊晶层及光阻层的平坦度。

　　倒角的主要设备：

倒角机

　　研磨：

指通过研磨能除去切片和轮磨所造的锯痕及表面损伤层，有效改善单晶硅片的曲度、平坦度与平行度，达到一个抛光过程可以处理的规格。

　　研磨的设备：

研磨机（双面研磨）

　　主要原料：

研磨浆料（主要成份为氧化铝，铬砂，水），滑浮液。

　　腐蚀：

指经切片及研磨等机械加工后，晶片表面受加工应力而形成的损伤层，通常采用化学腐蚀去除。

　　腐蚀的方式：

（Ａ）酸性腐蚀，是最普遍被采用的。

酸性腐蚀液由硝酸（ＨＮＯ3），氢氟酸（ＨＦ），及一些缓冲酸（ＣＨ3ＣＯＣＨ，Ｈ3ＰＯ4）组成。

　　（Ｂ）碱性腐蚀，碱性腐蚀液由ＫＯＨ或ＮａＯＨ加纯水组成。

　　抛光：

指单晶硅片表面需要改善微缺陷，从而获得高平坦度晶片的抛光。

　　抛光的设备：

多片式抛光机，单片式抛光机。

　　抛光的方式：

粗抛：

主要作用去除损伤层，一般去除量约在１０－２０ｕｍ；

　　精抛：

主要作用改善晶片表面的微粗糙程度，一般去除量１ｕｍ以下

　　主要原料：

抛光液由具有ＳｉＯ2的微细悬硅酸胶及ＮａＯＨ（或ＫＯＨ或ＮＨ4ＯＨ）组成，分为粗抛浆和精抛浆。

　　清洗：

在单晶硅片加工过程中很多步骤需要用到清洗，这里的清洗主要是抛光后的最终清洗。

清洗的目的在于清除晶片表面所有的污染源。

　　清洗的方式：

主要是传统的ＲＣＡ湿式化学洗净技术。

　　主要原料：

Ｈ2ＳＯ4，Ｈ2Ｏ2，ＨＦ，ＮＨ4ＯＨ，ＨＣＬ

4硅片的检验标准

以下是从网上摘抄下来的

1目的

为加强成品质量控制，规范成品检验方法及步骤，特制定此规程。

2范围

本文件规定了对成品进行检验的标准等。

本文件适用于硅片公司品管部硅片分选包装检验员。

3设备、工模具、材料

Manz硅片分选设备、PVC手套、标签打印机、工作台、包装盒、包装箱、封口胶带等。

4内容

4.1检验方式

4.1.1外观

全检，即对全部生产的硅片外观逐件用肉眼进行检测，从而判断每一件产品是否合格。

4.1.2电学及其他性能

抽检，每个硅块抽取200片用Manz硅片分选设备对其导电类型、电阻率、、厚度、TTV厚度不均匀度、少子寿命等进行检验。

在有特殊要求时，按一定比例对硅片的氧碳含量进行抽检。

4.2检验步骤

a）每个硅块抽取200片用Manz硅片分选设备对其导电类型、电阻率、少子寿命等进行检验；

b）在抽检的200片当中如果有30及30片以上的硅片（导电类型、电阻率、厚度、TTV、少子寿命等不符合要求硅片数的总计）不满足4.3中相关要求，则对该硅块所有的硅片用Manz硅片分选设备进行检验，之后再对所有硅片进行外观上的检验；

c）在抽检的200片当中如果只有30片以下的硅片（导电类型、电阻率、厚度、TTV、少子寿命等不符合要求硅片数的总计）不满足4.3中相关要求，则将这些硅片判定为导电类型不符、电阻率不符等，该硅块其他硅片不再进行导电类型、电阻率、厚度、TTV、少子寿命等的检验，连同抽检的200片硅片中剩下的硅片进行外观上的全检；

例如：

如某一硅块理论切片数为535片，抽检了200片，当中有29片不满足4.3中相关要求。

则将29片判定为导电类型不符、电阻率不符等，剩下的171（200-29）片连同前面的335片（535-200）进行外观上的全检；

d）依据4.3中相关要求对硅片进行分类。

4.3技术要求

按质量要求将硅片分为A级硅片、B级硅片、C级硅片、D级硅片四级，如下表1。

其中将A级硅片按电阻率分为A1（0.5～3Ω.cm），A2（3～6Ω.cm）2个类别，B级片按部分性能不满足A级硅片要求分为B1，B2，B3，B4，B5，…，B9共9种类别；C级硅片指由清洗、检测和包装过程中产生的碎片，经判定能将其划成一定尺寸的小规格硅片（如125mm×125mm），其他检验参数符合A级硅片标准。

具体要求见下表。

硅片公司按A级硅片生产，允许按用户要求提供B级硅片或是C级硅片。

表1太阳能多晶硅片质量等级分类方法

序号

检验项目

A

B

C

D

检测方法

检验方式

A1

A2

B1、B2、B3…B9

1

导电类型

P

P

可划片（不合格产品），但在划为小规格尺寸（125×125）硅片后，其他性能符合A级硅片标准

不合格产品，即不满足A、B、C级要求的硅片均归为D级

硅片分选设备

抽检

2

隐裂、针孔

无隐裂、无针孔

无隐裂、无针孔

硅片分选设备

抽检

3

崩边

长度≤1mm，深度≤0.5mm，每片崩边总数≤2处；

长度≤1mm，深度≤0.5mm，每片崩边总数≤2处；

B1—1mm＜崩边长度≤5mm，1mm＜深度≤2mm，1＜崩边总数≤3

目测

全检

4

TTV

≤30μm

≤30μm

B2—30μm＜TTV≤50μm；

硅片分选设备

抽检

5

厚度

200±20μm

200±20μm

B3—厚度偏差超过±20μm但小于±40μm

硅片分选设备

抽检

6

尺寸

156±0.5mm

156±0.5mm

B4—硅片尺寸偏差超过±0.5mm但小于±1.0mm

硅片分选设备

抽检

7

倒角

1±0.5mm、45°±10º

1±0.5mm、45°±10º

B5—倒角尺寸偏差超过±0.5mm但小于±0.8mm

硅片分选设备

抽检

序号

检验项目

A

B

C

D

检测方法

检验方式

A1

A2

11

表面质量状况

硅片表面及侧面无凹坑，无沾污，无氧化，无穿孔，无裂纹，无划伤；

硅片表面及侧面无凹坑，无明显沾污（表面沾污总面积小于3mm2，每一百片单边侧面沾污总面积小于20mm2）（判断时参照沾污样本片进行判定），无氧化，无穿孔，无裂纹，无划伤；

B9—硅片表面有沾污但硅片颜色不发黑；油点或其他赃物不得有3处，每处沾污或其他赃物面积≤1mm2

可划片（不合格产品），但在划为小规格尺寸（125×125）硅片后，其他性能符合A级硅片标准

不合格产品，即不满足A、B、C级要求的硅片均归为D级

目测

全检

12

弯曲度

≤80μm

≤80μm

≤80μm

塞尺

抽检

13

氧碳含量

toms/cm3

氧含量≤8x1017atoms/cm3；碳含量≤6.0x1017atoms/cm3

氧含量≤8x1017atoms/cm3；碳含量≤6.0x1017atoms/cm3

氧碳含量测试仪

客户要求时才抽检

8

线痕

深度≤8μm

深度≤15μm

B6—15μm＜深度≤30μm

目测、必要时使用表面粗糙度仪帮助判定

全检

9

电阻率

0.5-3Ω•cm；3-6Ω•cm

0.5-3Ω•cm；3-6Ω•cm

B7—电阻率＜0.5Ω.cm

硅片分选设备

抽检

10

少子寿命

≥2μs

≥2μs

B8—0.5μs≤少子寿命＜2μs

少子寿命测试仪

按硅块检验规程进行抽检

少子寿命，它是衡量太阳能硅片的一种重要性能参数，n型半导体中就是多电子，空穴是少子拉，p型半导体中就多空穴，电子就是少子了，为什么说少子寿命越长越好了，因为少子在光照的条件下同样可以收集电流。

电阻率，电阻率也是很材料一个重要性能参数，电阻率于物体的长度是成反比，常见的单位是欧.米。

电阻率等于电阻与横截面积乘积比上其长度。

续表1

说明：

1）A级硅片为优等品，A、B级硅片均为合格硅片,C、D级硅片为不合格硅片；

2）B级硅片按公司制定的相关让步使用规定进行使用，C级、D级硅片按公司《不合格品控制程序》进行处理；

3）凡涉及到“不明显”、“目测”字样的条款，其检验的光照条件依据GB50034-92工业企业照明设计标准中第3.2.1条一般精细作业中的要求，即识别对象最小尺寸0.6

4）凡涉及到“不明显”、“目测”字样的条款，检验时可以标片的方式辅助加以判定是否合乎要求。

4.4标志、包装

4.4.1标志

在包装盒至少印有如下产品标志：

a）企业名称；

b）产品型号或标记；

c）制造日期；

d）质量认证书；

e）硅锭编号；

f）氧、碳含量；

g）少子寿命；

h）电阻率。

4.4.2内包装

硅片采用EPS包装盒密封包装。

包装盒上的标签要求粘贴整齐美观、向上并朝同一方向。

封口时，封口胶要求美观平整。

4.4.3外包装

外包装箱应标有“小心轻放”及“防腐、防潮”字样，箱内有产品清单。

外包装箱上贴有标签，标签内容包括产品名称、型号、数量、日期以及包装编号等。

外包装箱上的标签要求粘贴整齐美观、向上并朝同一方向。

封口时，封口胶成十字形，并要求美观平整。

5记录

《硅片生产流程卡》

6更改记录

版次

条款

更改内容说明

更改日期

更改人

5关于硅片的价格

硅片的价格也不怎么理想，125单晶硅片平均达到了7元钱一片，156多晶硅片平均达到了11元一片。

如下就是某厂家的报价

硅片报价

4月13日苏州晶樱光电科技有限公司硅片报价

北极星太阳能光伏网2012-4-1310:

04:

16我要投稿

关键词:

硅片光伏企业报价

北极星太阳能光伏网讯:

单位：

元/片

产品名称

规格

价格（元/片）

涨幅

产地

苏州单晶硅片

6.5寸（125mm×125mm）

7.1

--

江苏

8寸（156mm×156mm）

11.3

--

江苏

备注：

含税价。

4月17日山东东阿宏晶科技有限公司单晶硅片报价

北极星太阳能光伏网2012-4-179:

57:

49我要投稿

关键词:

硅片光伏企业报价

北极星太阳能光伏网讯:

单位：

元/片

产品名称

规格

价格（元/片）

涨幅

产地

单晶硅片

6.5寸（125mm×125mm）

6.6

--

山东

8寸（156mm×156mm）

10.8

--

山东

备注：

含税价。