晶體硅體少子壽命的測試方法技術

本發明專利技術提供了一種晶體硅體少子壽命的測試方法，包括以下步驟：S100：去除待測晶體硅表面的污垢和氧化層；將去除表面污垢和氧化層的待測晶體硅置于化學腐蝕液中浸泡30s～10min；將所述經化學腐蝕液浸泡后的待測晶體硅進行光照處理和/或熱處理；S200：對所述經過步驟S100處理的待測晶體硅進行厚度測量和表觀少子壽命測試；S300：將步驟S200得到的厚度和表觀少子壽命代入公式中，得到晶體硅的體少子壽命：其中，τeff代表表觀少子壽命；τbulk代表體少子壽命；Dn代表少子擴散系數；W代表待測晶體硅的厚度。利用本發明專利技術的方法大大提高了測試結果的準確度，能夠準確反映待測晶體硅的質量，且該方法重復性好，具有很高的實際應用價值。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及光伏領域，特別是涉及一種晶體硅體少子壽命的測試方法。
技術介紹
少子壽命是表征晶體硅質量的一項重要參數。目前，主要采用光電導、表面光電壓等技術進行少子壽命的測量。其中，微波光電導衰減法具有測量過程簡單、適合在線測量、測量精度高等優點，在業界得到廣泛的應用。但是，由于受到晶體硅表面復合的影響，測量得到的少子壽命(表觀少子壽命)不能夠完全反應該晶體硅的質量，并且，如果晶體硅表面復合嚴重，表觀少子的壽命會遠低于該晶體硅的實際少子壽命(體少子壽命)，從而造成對晶體硅質量的誤判。為了使表觀少子壽命更接近體少子壽命，在測量少子壽命之前，通常對材料表面進行鈍化處理。目前，主要的鈍化方式有物理方式和化學方式。其中，物理方式是通過在晶體硅表面生長鈍化膜(如二氧化硅膜、氮化硅膜、氧化鋁膜等)來完成鈍化，該方式需要專門的薄膜生長設備來進行，且鈍化膜的生長時間較長，從而增加了額外的成本和時間；化學方式是將晶體硅在化學溶液(如碘酒、硝酸等)中浸泡來實現鈍化，該方式中，隨著時間的延長，鈍化效果會逐漸減弱，因此僅適合于即時測量，并且，測量時晶體硅表面化學溶液的揮發或泄露也會對測試設備和人體造成損傷。此外，上述兩種鈍化方式的鈍化效果均與晶體硅表面的狀態有關，如果表面狀態較差(存在損傷、污染等情況)，往往達不到預期鈍化效果，從而導致測量結果不能準確反映實際材料的質量。
技術實現思路
本專利技術提供了一種晶體硅體少子壽命的測試方法，利用該方法測得的體少子壽命能夠準確反映晶體硅的質量。為達到上述目的，本專利技術采用如下技術方案：一種晶體硅體少子壽命的測試方法，包括以下步驟：S100：去除待測晶體硅表面的污垢和氧化層；將去除表面污垢和氧化層的待測晶體硅置于化學腐蝕液中浸泡30s～10min；將所述經化學腐蝕液浸泡后的待測晶體硅進行光照處理和/或熱處理；S200：對所述經過步驟S100處理的待測晶體硅進行厚度測量和表觀少子壽命測試；S300：將步驟S200得到的厚度和表觀少子壽命代入以下公式中，得到待測晶體硅的體少子壽命：1τeff=1τbulk+Dn(πW)2,]]>其中，τeff代表表觀少子壽命；τbulk代表體少子壽命；Dn代表少子擴散系數；W代表待測晶體硅的厚度。在其中一個實施例中，所述去除待測晶體硅表面的污垢包括以下步驟：將待測晶體硅放入有機溶劑中超聲清洗10min～30min，并用去離子水清洗；或者將待測晶體硅置于濃硫酸與雙氧水的混合液中，于120℃～150℃下浸泡5min～20min，并用去離子水清洗。在其中一個實施例中，所述有機溶劑為丙酮或乙醇。在其中一個實施例中，所述濃硫酸與所述雙氧水的體積比為(3～4):1。在其中一個實施例中，所述去除待測晶體硅表面的氧化層包括以下步驟：將待測晶體硅置于氫氟酸與去離子水的混合液中浸泡10s～5min，并用去離子水清洗；所述氫氟酸與去離子水的混合液中，氫氟酸與去離子水的體積比為(20～50):1。在其中一個實施例中，所述化學腐蝕液為氫氟酸、氧化劑和去離子水的混合液；其中，所述氫氟酸、所述氧化劑和所述去離子水的體積比為(3～0.1):1:(1～3)，所述氧化劑為濃度為0.1mol/L～0.5mol/L的亞硝酸鈉溶液或濃度為0.1mol/L～0.5mol/L的重鉻酸鉀溶液。在其中一個實施例中，在將所述腐蝕后的待測晶體硅進行光照處理和/或熱處理之前，還包括以下步驟：將所述腐蝕后的待測晶體硅置于去離子水中多次沖洗并吹干，去除表面殘留的化學腐蝕液。在其中一個實施例中，所述光照處理的條件為：將所述腐蝕后的待測晶體硅置于氙燈或紫外燈下照射5min～30min。在其中一個實施例中，所述熱處理的條件為：將所述腐蝕后的待測晶體硅置于烘箱中，通入保護氣體，于200℃～350℃下保溫10s～30min。在其中一個實施例中，所述保護氣體為氮氣或氬氣。本專利技術的有益效果如下：本專利技術先對待測晶體硅進行表面處理，然后測量晶體硅的厚度和表觀少子壽命，再通過公式計算出體少子壽命。其中，表面處理的目的是增大晶體硅表面的復合速度，從而滿足體少子壽命計算公式的使用條件。本專利技術的表面處理首先通過化學腐蝕液將待測晶體硅腐蝕成表面具有多孔狀的結構，并在待測晶體硅表面形成大量的Si-H鍵，然后通過光照/熱處理的方式將表面形成的Si-H鍵斷開，形成大量的硅懸掛鍵，這些硅懸掛鍵形成了載流子復合中心，從而增加了晶體硅表面的復合速度。利用本專利技術的方法大大提高了測試結果的準確度，能夠準確反映待測晶體硅的質量，且該方法重復性好，具有很高的實際應用價值。具體實施方式為了更好地說明本專利技術，以下對本專利技術的具體實施方式進行詳細說明。本領域技術人員應當理解，所舉實施例只用于解釋本專利技術，并非用于限制本專利技術的范圍。本專利技術提供了一種晶體硅體少子壽命的測試方法，一般用于太陽能級晶體硅體少子壽命的測試。該測試方法通用性較強，所適用的晶體硅包括多晶硅和單晶硅；導電類型可以為p型，也可以為n型；具體形態可以為塊狀晶體硅，也可為片狀晶體硅；且對于晶體硅的質量要求較低，容許晶體硅的表面容許有損傷。本專利技術的晶體硅體少子壽命的測試方法包括以下步驟：S100，對待測晶體硅進行表面處理，表面處理具體包括如下步驟：S110：去除待測晶體硅表面的污垢和氧化層。其中，污垢的去除方式有多種，為了提高去除效率，優選為超聲清洗和化學試劑清洗。此外，也可采用其他方式去除晶體硅表面的污垢，如機械打磨。當采用超聲清洗時，由于晶體硅表面的污垢一般為油漬，較佳地，將待測晶體硅放入有機溶劑中進行超聲清洗，清洗時間優選為10min～30min。其中，有機溶劑可選用乙醇或丙酮等試劑。一般地，超聲清洗可一步完成，為了增強清洗效果，超聲清洗也可分多步進行，例如，可先將待測晶體硅置于丙酮中超聲清洗10min～30min，再置于乙醇中超聲清洗10min～30min。當采用化學試劑清洗時，化學試劑優選為具有氧化腐蝕效果的試劑。較佳地，作為一種可實施方式，將晶體硅置于濃硫酸與雙氧水的混合液中，于120℃～150℃下浸泡5min～20min。該溫度下，濃硫酸與雙氧水的混合液具有較強的氧化腐蝕性，可有效去除污漬。進一步地，濃硫酸與雙氧水的體積比為(3～4):1，該比例下，能夠較大程度的發揮去污效果，且不會對晶體硅的內部造成影響。較佳地，超聲清洗完本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種晶體硅體少子壽命的測試方法，其特征在于，包括以下步驟：S100：去除待測晶體硅表面的污垢和氧化層；將去除表面污垢和氧化層的待測晶體硅置于化學腐蝕液中浸泡30s～10min；將所述經化學腐蝕液浸泡后的待測晶體硅進行光照處理和/或熱處理；S200：對所述經過步驟S100處理的待測晶體硅進行厚度測量和表觀少子壽命測試；S300：將步驟S200得到的厚度和表觀少子壽命代入以下公式中，得到待測晶體硅的體少子壽命：1τeff=1τbulk+Dn(πW)2,]]>其中，τeff代表表觀少子壽命；τbulk代表體少子壽命；Dn代表少子擴散系數；W代表待測晶體硅的厚度。

【技術特征摘要】
1.一種晶體硅體少子壽命的測試方法，其特征在于，包括以下步驟：
S100：去除待測晶體硅表面的污垢和氧化層；將去除表面污垢和氧化層的
待測晶體硅置于化學腐蝕液中浸泡30s～10min；將所述經化學腐蝕液浸泡后的待
測晶體硅進行光照處理和/或熱處理；
S200：對所述經過步驟S100處理的待測晶體硅進行厚度測量和表觀少子壽
命測試；
S300：將步驟S200得到的厚度和表觀少子壽命代入以下公式中，得到待測
晶體硅的體少子壽命：1τeff=1τbulk+Dn(πW)2,]]>其中，τeff代表表觀少子壽命；τbulk代表體少子壽命；Dn代表少子擴散系數；
W代表待測晶體硅的厚度。
2.根據權利要求1所述的晶體硅體少子壽命的測試方法，其特征在于，所
述去除待測晶體硅表面的污垢包括以下步驟：
將待測晶體硅放入有機溶劑中超聲清洗10min～30min，并用去離子水清洗；
或者將待測晶體硅置于濃硫酸與雙氧水的混合液中，于120℃～150℃下浸泡
5min～20min，并用去離子水清洗。
3.根據權利要求2所述的晶體硅體少子壽命的測試方法，其特征在于，所
述有機溶劑為丙酮或乙醇。
4.根據權利要求2所述的晶體硅體少子壽命的測試方法，其特征在于，所
述濃硫酸與所述雙氧水的體積比為(3～4):1。
5.根據權利要求1所述的晶體硅體少子壽命的測試方法，其特征在于，所
述去除待測晶體硅表面的氧...

【專利技術屬性】
技術研發人員：葉繼春，潘淼，高平奇，韓燦，
申請(專利權)人：中國科學院寧波材料技術與工程研究所，
類型：發明
國別省市：浙江;33