晶硅太阳能单晶电池EL缺陷分析研究
【原创】晶体硅电池组件EL缺陷汇总及分析报告PPT文档29页

▪
30、意志是一个强壮的盲人,倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢!
29
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快,这是不可能的,因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情,化为上进的力量,才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者,好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
【原创】晶体硅电池组件EL缺陷汇总及 分析报告
56、死去何所道,托体同山阿。 57、春秋多佳日,登高赋新诗。 58、种豆南山下,草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ,带月 荷锄归 。道狭 草木长 ,夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ,但使 愿无违 。 59、相见无杂言,但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕,亭亭月将圆。
单晶电池片EL云雾片分析与改善研究

• 20•单晶电池片EL云雾片分析与改善研究国家电投集团西安太阳能电力有限公司 贾永军 齐改霞 代同光 王举亮 郭永刚 毛 斌重点分析研究晶体硅太阳能电池片EL 云雾状缺陷的原因,电池片EL 云雾片缺陷主要由扩散工序及烧结工序产生。
本文重点通过对烧结炉的硬件改善及工艺参数调整改善电池片EL 云雾状缺陷,提升产品整体合格率,降低生产成本。
引言:随着太阳能电池EL 质量要求越来越高,提升晶体硅电池片EL 整体质量尤为重要。
伴随电池效率提升的要求,对扩散方阻及印刷浆料都有了进行一步的挑战,因此势必也产生了部分负面效果。
EL 云雾状污染是目前比较普遍,且占据比例较高的不合格项。
本文通过对云雾片的分析,结合产线实际情况重点从烧结炉方面对EL 云雾状进行改善,从而达到提升合格率,降低成本的目的。
1.晶体硅太阳能电池片EL测试机理EL 测试即为电致发光测试,利用光生福特效应的逆向过程,给太阳能电池通电,电子在太阳能电池内部与空穴复合,复合过程发射光子,即电致发光。
太阳能电池电致发光的波长范围在800nm-1300nm 。
2.晶体硅电池片云雾状EL缺陷的基本现象及特点2.1 EL云雾片的电性能特点(1)Rs 较正常电池片偏大,FF 较低从而导致效率偏低。
(2)EL 图像显示局部或整面存在云雾状发黑现象。
(3)异常电池片用酸溶液除去电极后测试部分电池片存在异常区域方阻偏大的现象。
2.2 EL云雾片的图像特征云雾状EL 缺陷从图像分析主要有以下几种重要类型,具体图示如图1所示。
3.晶体硅电池片云雾状EL缺陷的原因分析3.1 扩散后局部方阻过大或者均匀性较差导致如图1(a)所示,此类型电池片用酸溶液去除电极后,重新测试方阻,异常区域方阻较其他区域过大。
表13.2 电池片烧结过程中烧结不良导致如图1(b)、图1(c)所示,此类型电池片用酸溶液去除电极后测图1 云雾状EL缺陷从图像分析的几种重要类型图2 对同一条烧结炉进行不同时段的三次拉温结果试方阻无异常。
晶体硅光伏组件EL测试的缺陷分析

晶体硅光伏组件EL测试的缺陷分析随着光伏技术的发展,晶体硅光伏组件已成为主流的光伏发电设备之一、在光伏组件生产过程中,常常会进行电致发光(EL)测试,通过对组件的EL图像进行分析,可以有效地检测出组件的缺陷。
本文将结合实际情况,介绍晶体硅光伏组件EL测试的缺陷分析。
首先,晶体硅光伏组件EL测试是一种非破坏性测试方法,通过在组件背面施加电压,使组件辐射出可见光,然后使用相机拍摄组件的照片。
通过分析照片中出现的亮点、暗点等特征,可以判断出组件是否存在缺陷。
在EL测试中,常见的缺陷包括细小裂纹、污染、气泡、焊点问题等。
细小裂纹是由于光伏组件在生产过程中产生的温度应力和机械应力引起的。
在EL图像中,细小裂纹会呈现为条状或弧状的亮线,通常与电池片之间的连接有关。
污染是指组件表面存在的杂质,如灰尘、油渍等。
在EL图像中,污染会呈现为不规则的暗斑点,通常分布在整个组件表面。
气泡是由于生产工艺不当或材料质量问题导致的。
在EL图像中,气泡通常呈现为圆形或半圆形的亮斑点。
焊点问题主要包括焊接不良、焊点开路等。
在EL图像中,焊接不良的区域会显示为不规则形状的亮斑,而焊点开路则没有亮斑。
针对这些常见的缺陷,可以采取一些措施进行分析和修复。
对于细小裂纹,可以通过改善工艺和材料选择来减轻温度和机械应力,同时加强的胶水的粘合度。
对于污染问题,可以通过增加清洗步骤或改进清洗工艺来减少。
对于气泡问题,可以通过改进生产工艺和选择更好的材料来避免气泡形成。
对于焊接问题,可以通过调整焊接参数、提高焊接工艺的稳定性来改善。
需要注意的是,EL测试虽然能够有效地检测出组件的缺陷,但并不能判断缺陷对组件性能的具体影响。
因此,在EL测试结果出现异常时,需要进一步进行其他测试来评估组件的性能和质量。
总之,晶体硅光伏组件EL测试是一种重要的缺陷分析方法,通过对EL图像的分析,可以有效地检测出组件的缺陷,为组件生产和质量控制提供有力的支持。
通过对常见的缺陷进行分析和修复措施的探讨,可以进一步提高光伏组件的质量和性能。
单晶PERC+SE电池EL缺陷分析

单晶PERC+SE电池EL缺陷分析摘要:重点分析研究晶硅太阳能单晶太阳电池EL常见缺陷原因,电池片EL常见缺陷主要分为原材料类导致的缺陷及过程引入缺陷类。
通过对常见的EL缺陷分析研究及有利于改善电池片的产品质量,提升电池片成品的良率,还可进一步降低生产成本。
关键词:EL缺陷、改善、分析1引言随着晶硅太阳能单晶电池EL质量要求越来越高,提升晶硅太阳能单晶电池EL 质量变得尤为重要。
通过对单晶电池EL缺陷成因分析研究,可进一步改善电池片EL缺陷现象,实现晶硅电池质量提升和成本降低的目的。
2 EL测试原理介绍EL的测试原理主要是晶体硅太阳电池外加正向偏置电压,电源向晶硅电池注入大量非平衡载流子,电致发光依靠从扩散区注入的大量非平衡载流子不断地复合发光,放出光子;再利用CCD相机捕捉这些光子,通过计算机处理后显示出来,整个的测试过程是在暗室中进行。
有缺陷的地方,少子扩散长度较低,所以显示出来的图像亮度较暗。
3 常见单晶PERC+SE电池EL缺陷常见单晶电池EL缺陷主要分为原材料类导致的EL缺陷及生产过程引入缺陷类。
3.1 EL整面发暗:图1:EL整面发暗图1为整面EL发暗缺陷,通过测试分析与正常片相比色度较暗。
根据二次酸洗验证后仍然EL整面发暗,此类异常初步认为因拉晶过程引入杂质含量过高引起硅片材料本身缺陷,导致电池片EL测试整面发暗。
3.2 EL电池片四周发黑:图2:EL电池片四周发黑图2为电池片EL四周发黑缺陷,电池片外观无明显表征,通过交叉排查发现PERC+SE硼扩散做低压工艺温度偏高、工艺时间短、负压压力过大对硅片表面损伤引起缺陷,导致电池片EL测试四周发黑。
3.3 EL电池片台面灯印:图3:EL电池片台面灯印图4:ASYS设备台面灯图3为电池片台面灯印缺陷,电池片外观无明显表征,图4为ASYS设备台面及异常片对比图,印刷过程中通过排查是ASYS台面吸片气压过大、台面灯发热,印刷过程中硅片接触台面灯时对硅片部分损伤严重,导致EL电池台面灯印,调小台面吸片气压。
晶体硅太阳电池缺陷分析

晶体硅太阳电池缺陷分析作者:姜明闫伟来源:《科技创新导报》 2015年第11期姜明闫伟(英利能源(中国)有限公司河北保定 071000)摘要:晶体硅太阳电池的出现,为人们生活提供了新的便利,但是这种电池在使用中也存在一定缺陷。
该文主要对晶体硅太阳电池缺陷进行分析,总结了晶体硅太阳电池的缺陷分类评价体系,从体系标准和缺陷类型的角度,列出常见的缺陷判定方法,然后对两种典型缺陷进行分析,主要有边缘漏电和裂纹,通过这种方式能够使相关人员更加快捷的掌握电池的具体情况,采取相应措施,确保晶体硅太阳电池的问题能够得到及时的修复,解决存在的隐患,让晶体硅太阳电池在使用中更加安全。
关键词:晶体硅太阳电池电池缺陷中图分类号:TM914.4文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)04(b)-0216-01太阳能是世界的新型能源,晶体硅太阳电池技术在科技发展的推动下得到了迅猛的发展。
目前,在生产晶体硅太阳电池的生产中,因为制作情况和材料的原因,该电池会产生一定缺陷,下面针对晶体硅的太阳电池缺陷进行分析,并总结如下。
1 晶体硅太阳电池缺陷分类评价体系晶体硅太阳电池有很多缺陷,相关人员为了更好的分析这种缺陷和产生原因,应采取多种分析手段,并建立一个有效的检测体系和检测程序,总结缺陷分类评价体系,从而更好在生产厂商和科研机构推广。
1.1 体系标准首先要根据缺陷的名称和造成缺陷的原因为缺陷命名,相关人员要在测试中明确这种缺陷的主要表现,从而使使用该体系的人员能够更加快捷的确定这种缺陷的类型。
缺陷的形成机理与生产工艺过程有关,这些过程能为其提供合理的解释[1]。
相关人员要在缺陷的危险程度进行分析,并整合这种缺陷对电池性能以及其他方面的危害程度,在这种情况下,相关人员要也记录号缺陷出现的频率,其指标也要随着样本的增长而不断更新。
相关人员分析完晶体硅太阳电池存在的缺陷,要总结缺陷机理,提出规范合理的复返建议。
相关人员应根据缺陷的影响程度和面积大小,分析其是否具有一定回复力,然后对缺陷太阳电池的回收价值进行评估。
晶体硅电池组件EL缺陷汇总及分析报告课件

学习交流PPT
10
缺陷种类九:过焊片
电池片过焊一般是在焊接工序产生的,过焊会造成电 池部分电流的收集障碍,该缺陷发生在主栅线的旁边。 成像特点是在EL图像下,黑色阴影部分从主栅线边缘延 副栅线方向整齐延伸。栅线外侧区域,一般为全黑阴影。 栅线之间一种是全黑 阴影,一种是由深至 浅的过渡阴影。我们 通过计算黑色区域的 面积来判定缺陷的级 别。
学习交流PPT
2
缺陷种类一:黑心片
EL照片中黑心片是反映在通电情况下电池片中心一圈 呈现黑色区域,该部分没有发出1150nm的红外光,故 红外相片中反映出黑心,此类发光现象和硅衬底少数载 流子浓度有关。这种电池片中心部位的电阻率偏高。
学习交流PPT
3
缺陷种类二:黑团片
多晶电池片黑团主要是由于硅片供应商一再缩短晶体 定向凝固时间,熔体潜热释放与热场温度梯度失配导致 硅片内部位错缺陷。
学习交流PPT
24
其他原因
8.组件扒皮返修过程中人员用力按压电池片也极易造 成破片。 9.层叠工序5S较差时异物吸附到组件内经过层压机层 压产生破片。 10.层压件堆放在托盘上超过规定数量或是运输过程中 颠簸均有可能导致电池片隐裂纹。 11.摔组件更是导致隐裂纹的罪魁祸首
学习交流PPT
25
总结
对于我们组件制造环节来讲EL不良总体可以分为两 大类即来料原因和后期人为原因。虽然电池片的好坏 我们无法掌控,但是我们每个工序都可以做到及时发 现及时反馈,不让不良电池片流入下一道工序,同时 将不良电池片退回供应商以减少我们的损失。
晶体硅电池组件EL缺陷汇总及 原因分析报告
学习交流PPT
1
EL检测原理
EL检测仪,又称太阳能组件电致发光缺陷检测仪,是 跟据硅材料的电致发光原理对组件进行缺陷检测及生产 工艺监控的专用测试设备。给晶体硅电池组件正向通入 1-1.5倍Isc的电流后硅片会发出1000-1100nm的红外光, 测试仪下方的摄像头可以捕捉到这个波长的光并成像于 电脑上。因为通 电发的光与PN结中离 子浓度有很大的关系, 因此可以根据图像来 判断硅片内部的状况。
EL测试缺陷分析

EL测试缺陷分析摘要:主要利用电致发光(EL)手段对晶体硅光伏组件产生的裂纹、断栅和黑片等隐性缺陷进行分析研究,测试组件的最大功率;将有明显隐性缺陷的组件与无明显隐性缺陷的组件进行对比,分析各性能参数的差异,同时研究缺陷对功率的影响及缺陷产生的原因。
另外,为研究黑片对组件的影响,选取组件做PID试验,观察试验后的组件EL 图像和功率衰减情况,分析黑片产生原因及其对组件性能产生的影响。
0引言由于硅电池在生产过程中易受到损伤,会产生隐裂、黑心片、断栅、碎裂等组件缺陷,而这些隐性缺陷的存在极大地影响了太阳电池的转换效率和使用寿命,因此,缺陷检测是太阳电池生产制造过程中的核心步骤。
随着光伏组件制造行业的迅速发展,检测手段也越来越先进,目前业内广泛采用电致发光(EL)来检测组件的隐性缺陷[1]。
为了提高组件的效率,本文主要研究组件电池片中常见的隐裂、黑片、断栅、碎裂4种缺陷,分别从EL图像和功率参数分析它们对组件产生的影响[2]。
1EL测试原理EL缺陷检测是探知和监控电池片因工艺或材料本身所导致缺陷的重要手段;通过EL图像的分析可有效发现硅片扩散、钝化、印刷及烧结各个环节可能存在的问题,对改进工艺、提高效率和稳定生产都有重要的作用。
因而,EL被认为是太阳电池生产线的“眼睛”,目前也广泛用于检查光伏组件的隐性缺陷。
EL技术原理是基于对晶体硅太阳电池外加正向偏置电压,电源向太阳电池注入大量非平衡载流子,EL 依靠从扩散区注入的大量非平衡载流子不断地复合发光,放出光子;再利用CCD相机捕捉这些光子,并通过计算机进行处理后显示出来,进而发现电池片中存在的问题。
处于导带的电子是一个亚稳态,最终会基于自身或在外界的激励下跃迁到价带,并与价带中一个空穴复合,在复合过程中会释放出一个光子,当光子数量很多时就会形成EL图像。
2实验2.1实验方法本次实验采用水平对比的方法。
选取已在户外运行过的6块多晶硅光伏组件,且这些组件均来自同一厂家的同一批次,背板、封装材料及工艺等条件完全一样;所有组件在测试最大功率时都已依照IEC61215的标准进行外观检测,无明显缺陷[3]。
晶硅太阳能单晶电池EL缺陷分析研究

晶硅太阳能单晶电池EL缺陷分析研究【摘要】重点分析研究晶硅太阳能单晶太阳电池EL常见缺陷原因,电池片EL常见缺陷主要分为原材料类导致的缺陷及过程引入缺陷类。
通过对常见的EL缺陷分析研究及有利于改善电池片的产品质量,提升电池片成品的良率,还可进一步降低生产成本。
1.引言随着晶硅太阳能单晶电池EL质量要求越来越高,提升晶硅太阳能单晶电池EL质量变得尤为重要。
通过对单晶电池EL缺陷成因分析研究,可进一步改善电池片EL缺陷现象,实现晶硅电池质量提升和成本降低的目的。
2.EL技术介绍EL的测试原理主要是晶体硅太阳电池外加正向偏置电压,电源向晶硅电池注入大量非平衡载流子,电致发光依靠从扩散区注入的大量非平衡载流子不断地复合发光,放出光子;再利用CCD相机捕捉这些光子,通过计算机处理后显示出来,整个的测试过程是在暗室中进行。
有缺陷的地方,少子扩散长度较低,所以显示出来的图像亮度较暗。
3.常见晶硅太阳能电池EL缺陷常见晶硅太阳能电池EL缺陷主要分为原材料类导致的EL缺陷及生产过程引入缺陷类。
3.1面状EL发暗缺陷图1为面状EL发暗缺陷,通过测试分析与正常片相比色度较暗,通过WT1200面少子寿命测试仪器测试,图2显示整体面少子发暗片相比正常片偏低,利用酸溶液抛光电极重新制绒测碘钝化少子寿命,表1显示面状发暗少子寿命明显低于正常片。
原料面少子主要与材料存在关联。
此种材料缺陷势必导致硅的非平衡少数载流子浓度降低,降低该区域的EL发光强度。
此类原材来异常初步认为因拉晶过程引入杂质含量过高引起硅片材料本身缺陷,导致电池片EL测试面状发暗。
测试发暗片量子响应,与正常片对比,发暗片长波段量子响应明显偏低,趋势与原材料黑芯片类似长波段明显偏低。
测试图片如下所示。
3.2生产过程常见的EL缺陷3.2.1 EL云雾片缺陷类型1图3中分别为晶硅太阳能电池正常片EL、边角、面状云雾状EL发黑缺陷片。
通过TLM测试仪器分别测试正常片、边角,面状云雾状EL 发黑缺陷片面接触电阻。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
3.常 见 晶 硅 太 阳 能 电池 EL缺 陷
图 1为 面状 EL发 暗 缺 陷 ,通 过 测 试 分 析 与 正常 片 相 比色 度 较 暗 ,通 过 WT1200面 少 子寿 命测 试仪 器 测试 ,图2显 示 整体 面少 子 发 暗 片相 比正 常片 偏低 , 利用 酸溶 液抛 光 电极 重 新制 绒测 碘钝 化 少子 寿 命 , 表 l显示 面 状 发 暗少 子 寿 命 明显 低 于正 常 片 。 原料 面 少子 主 要 与材 料 存在 关联 。此种 材 料缺 陷势 必 导致 硅 的非 平衡 少数 载 流子 浓 度 降 低 , 降低 该 区 域 的EL发 光 强度 。此 类 原材 来 异 常 初 步认 为 因 拉 晶过程 引入杂 质含 量 过 高 引起 硅 片材 料 本 身缺 陷, 导致 电池 片 EL ̄) J试 面状 发暗 。
表 2湿 法 刻 蚀 后 环 境 区 域 不 用 洁 净 度 下 EL点 状缺 陷对 比 表
150 200,j
50
2I
42%
表3湿法刻蚀后同环境区域不同放置时间点状缺陷对 比表
100—120万
100
lh
15%(轻 微)
i00 120//
l00
:;h
50%
表 4制 绒 后 同样 环 境 区 域 不 同 放 置 时 间 EL点 状 缺 陷对 比表
一
兰 一
图 2面 少 子 对 比 图 测试发暗片量子响应 ,与正常片对 比,发暗片长波段量子响 应明显 偏低,趋 势与原材料 黑芯片类似长波段 明显偏低。测试图片如下所示
表 1少 子 寿 命 对 比 表
见晶硅 太 『 5日能 电池 EL缺 陷 主 要分 为原 材料 类 导 致 的EL缺 陷
1.引 言
随着 晶硅 太 阳 能 单 晶 电池 EL质量 要 求 越 来越 高 ,提 升 晶 硅 太 阳能 单 晶 电池 EL质 量变 得尤 为 重 要 。通 过对 单晶 电池EL缺 陷 成 因 分析 研 究 ,可 进 一步 改 善 电池 片EL缺 陷现 象 , 实现 晶硅 电池 质 量 提 升和 成 本 降低 的 目的
图 5方 阻 大 小 3_2.2 EL云 雾 片缺 陷类 型2
对 应 于扩 散 后 区域 方 阻 偏大 ,会 导致 电池 片 EL云 雾 状 缺 陷 , 实验 分 析 发现 对 于 部 分方 阻 均 匀 ,如 图6测试 显 示 抛 光 电池 片 正负 电极 后面 电阻测 试 仪器 测试 阻值 正 常 的电池 片经 印 刷烧 结 后仍 有少 部 分存 在 烧 结 不 充 分面 状 或 区域 装 EL云 雾 片 现 象 。经 实 验验 证 排 查 发 现 , 如 图7此 类EL雾装缺 陷 电池 片多 为烧 结温 度 波动 异 常或 是 烧 结 不充 分 导致 导致 。
同种洁 净环 境 下 同批硅 片 暴露 不 同时 间,其 他实 验 条件 一致 前提 下 进 行实 验验 证 。
图 8点 状 EL缺 陷 从 表2、3、4可 以看 出 ,对于 湿 法 刻蚀 后 硅 片 ,洁 净度 越 差 、 硅 片暴 露 时 间越 久对 于 EL点状 缺 陷 的 影 响越 严 重 ,对 于 制绒 后 的 硅片在 洁 净度 满足 一定 要求 的前 提 下未发 现 明显的EL点状 缺 陷。
2.EL技 术 介 绍
源 向 晶硅 电池 注 入大 量非 平 衡载 流子 ,电致 发 光依 靠 从扩 散 区注入 的大量 非平 衡 载流 子 不断 地 复合 发光 ,放 出光子 ;再 利 用CCD相 机 捕捉 这 些 光子 .通 过 计算 机 处理 后显 示 出来 ,整 个 的测 试过 程 是
图3中分 别为 晶硅 太阳能 电池正 常片EL、边角 、面状云 雾状 EL发 黑 缺陷片 。通 过TLM测 试仪器 分别 测试正 常片 、边角 .面状 云雾 状EL 发 黑缺陷 片面接 触 电阻 。图4分 别为测 试三类 EL电池 片 的面接触 电阻 数 值。 数据 显示边 角,面状 云雾状 EL发黑缺 陷 区域 接 触 电阻偏大 。进 一 步 通过 酸溶液去 除 电池 片正背 表面 电极,通 过四探针测 试仪还 原扩 散 后方 阻 ,图5分 别为 摸拟测 试后 对应 的扩 散后 区域 方块 电阻均 值 , 数据 显示EL云雾状 区域方阻相 比正常片 及正 常 区域偏 大 。
4.结 果 与 讨 论
200
图6方 阻大小
图7温 度 趋 势
针 对 此 类 EL云 雾 状缺 陷 ,可 通 过 提升 方 阻 的 均 匀性 ,控 制 烧
结 炉温 的控 温 精度 ,合理 的 匹配烧 结 温度 、设 置合 理 的烧 结炉 气 体
进 气 或 是抽 风 大小 ,降 低温 度 的 波 动 。可 降低 改 善此 类 EL云 雾状
ELECTRONICS W 0RLD ·技 术 交 流
晶 硅 太 阳 能 单 晶 电 池 E L缺 陷 分 析 研 究
国家 电投 集 团西安 太 阳能 电力有 限公 司 代 同光 贾光亮 贾永 军 郭永 刚 王举 亮 郭超 平
【摘要 】重点分析研究晶硅 太阳能单晶太阳电池EL常见缺陷原 因,电池片EL常见缺陷主要 分为原材料类导致的缺陷及过程引入缺陷类。通 过对 常 见的EL缺 陷 分析研 究及 有利 于改善 电池 片的产 品质 量 ,提 升 电池 片成品 的 良率 ,还 可进 一 步降 低 生产成 本 。 【关 键词 】晶硅 太阳能 单晶 电池 ;EL缺 陷 :过 程 缺 陷 :材 料缺 陷
3.1 面 状EL发暗 缺 陷
图 1面 状 EL发 暗 缺 陷 · l 44 · 屯 子 世 界
“ .
一
。
图3 EL云 雾片缺 陷
I Leabharlann 1 :: 图4接 触 电阻 大 小
ELECTR0N ICS W 0 RLD · j
3.2 生产 过程 常见 的 EL缺 陷 3.2.1 EL云 雾片缺 陷 类型 1