太阳能电池用镓、硼掺杂单晶硅棒区分的快速检测方法与流程

本发明涉及一种太阳能电池用镓、硼掺杂单晶硅棒区分的快速检测方法，属于光伏制造领域。

背景技术：

目前光伏行业中的p型单晶硅生产过程中，根据客户的需要，需要在同一个工厂内进行掺硼与掺镓不同掺杂的单晶棒棒的生产，但从晶棒的外观很难对两种晶棒进行区分。如果区分错误会直接引起最终产品质量异常，回收料再利用时电阻率因掺杂不同而无法计算，最终影响新生产出晶棒的品质。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种太阳能电池用镓、硼掺杂单晶硅棒区分的快速检测方法，该检测方法能快速区分晶棒，节约了时间，有效避免了生产、检测、周转过程中操作失误而引起的硼掺杂晶棒与稼掺杂晶棒混淆的问题。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种太阳能电池用镓、硼掺杂单晶硅棒区分的快速检测方法：在单晶硅棒上选取两个不同位置的检测点，采用检测仪器对检测点进行电阻率的检测，通过将这两个检测点电阻率差值与检测点之间的距离度的比值进行单晶硅棒类型确认，具体为：

当（高电阻-低电阻）/高、低电阻检测点之间的距离（单位cm）的比值在0.0025-0.0026之间时为掺镓单晶硅棒；

当（高电阻-低电阻）/高、低电阻检测点之间的距离（单位cm）的比值在0.0003-0.0008之间时为掺硼单晶硅棒。

本发明进一步限定的技术方案是：

进一步的，前述太阳能电池用镓、硼掺杂单晶硅棒区分的快速检测方法中，检测仪器为四控针电阻检测仪。

本发明的有益效果是：

太阳能用p型掺杂单晶棒，掺杂浓度越高拉制出晶棒的电阻越低。又因掺杂剂在硅中的分凝系数影响，导致在rcz法拉制过程中，掺杂剂在炉内硅液中的富积速度也不一样，故在硅棒的直径相同的条件下，电阻变化率也不相同。本发明通过计算模拟与生产过程检测，得出：掺镓单晶硅棒的电阻变化率为0.0025-0.0026ω/cm之间；掺硼单晶硅棒的电阻变化率为0.0003-0.0008ω/cm之间。

本发明该检测方法可以做为单晶硅棒快速区分的方法，节约了时间，每次检测只需要1-3分钟，每根晶棒只需要两个检测点即可确认该晶棒的掺杂类别，快速方便；

本发明该检测方法有效地避免了生产、检测、周转过程中操作失误而引起的硼掺杂晶棒与镓掺杂晶棒混淆的问题，保证最终产品的质量，为生产管道提供的一定的帮助。

附图说明

图1为本发明实施例镓、硼掺杂单晶硅棒长度电阻推移图；

图2为本发明实施例单晶硅棒长度电阻公式拟合推移图。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供的一种太阳能电池用镓、硼掺杂单晶硅棒区分的快速检测方法，在单晶硅棒上选取两个不同位置的检测点，采用检测仪器对检测点进行电阻率的检测，通过将这两个检测点电阻率差值与检测点之间的距离度的比值进行单晶硅棒类型确认，具体为：

当（高电阻-低电阻）/高、低电阻检测点之间的距离（单位cm）的比值在0.0025-0.0026之间时为掺镓单晶硅棒；

当（高电阻-低电阻）/高、低电阻检测点之间的距离（单位cm）的比值在0.0003-0.0008之间时为掺硼单晶硅棒。

在本实施例中，检测仪器为四控针电阻检测仪，本发明的该方法基于当前行业常用的便携式四探针检测法进行检测。

本发明通过计算模拟与生产过程检测，得出：掺镓单晶硅棒的电阻变化率为0.0025-0.0026ω/cm之间；掺硼单晶硅棒的电阻变化率为0.0003-0.0008ω/cm之间，具体为：

如图1所示，硼掺杂单晶硅棒与镓掺杂硅棒的电阻变化趋势相对较大，通过不同掺杂时电阻随单晶硅棒长度的变化趋势进行了变化趋势模拟，得出：

镓掺杂（头部电阻按1.183模拟时）的电阻随长度的变化公式为：1.183-0.002557*l；

得出硼掺杂（头部电阻按0.8模拟时）的电阻随长度的变化公式为：0.8003-0.000518*l+0.000001*l²-0.0000000039*l³；

其中：l为单晶硅棒电阻为1.183测试点的位置到单晶硅棒头部的长度；该长度必须为晶棒从头向尾方向的测量值。

可以通过检测出晶棒电阻值与公式计算出值进行对比，确认晶棒掺杂类别；

如图2所示，通过拟合公式得出的不同掺杂时电阻随晶棒长度的变化趋势与实际变化趋势非常接近，拟合度大于99.9%，故拟合公式准确度非常高。

采用四控针电阻检测仪对已知直径为226mm的镓、硼掺杂单晶硅棒进行实际检测，检测数据具体表1；

表1镓、硼掺杂单晶硅棒的电阻参数

由表1可见本发明实施例通过将这两个检测点电阻率差值与检测点之间的距离度的比值进行单晶硅棒类型确认的方法可行，能快速区分镓、硼掺杂单晶硅棒。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

技术特征：

1.一种太阳能电池用镓、硼掺杂单晶硅棒区分的快速检测方法，其特征在于：在单晶硅棒上选取两个不同位置的检测点，采用检测仪器对检测点进行电阻率的检测，通过将这两个检测点电阻率差值与检测点之间的距离度的比值进行单晶硅棒类型确认，具体为：

当（高电阻-低电阻）/高、低电阻检测点之间的距离（单位cm）的比值在0.0025-0.0026之间时为掺镓单晶硅棒；

当（高电阻-低电阻）/高、低电阻检测点之间的距离（单位cm）的比值在0.0003-0.0008之间时为掺硼单晶硅棒。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池用镓、硼掺杂单晶硅棒区分的快速检测方法，其特征在于：所述检测仪器为四控针电阻检测仪。

技术总结
本发明公开了一种太阳能电池用镓、硼掺杂单晶硅棒区分的快速检测方法，包括以下步骤：采用检测仪器在单晶硅棒上选取两个不同位置的电阻率进行检测，通过将这两个检测点电阻率差值与检测点之间的距离度的比值进行硅棒类型确认；本发明该检测方法能快速区分晶棒，节约时间，有效避免生产、检测、周转过程中操作失误而引起的硼掺杂晶棒与稼掺杂晶棒混淆的问题。

技术研发人员：马新星;姚亮;王艺澄
受保护的技术使用者：包头美科硅能源有限公司;江苏高照新能源发展有限公司
技术研发日：2020.05.14
技术公布日：2020.07.31