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L​S​C​M​在​晶​体​硅​太​阳​能​电​池​生​产​和​开​发​中​的​应​ ...

2014-4-24 17:02| 发布者: echo| 查看: 20218| 评论: 0

摘要: 摘 要:为了满足快速、精确的测量分析,将激光扫描共聚焦显微镜(LSCM, Laser Scanning Confocal Microscope)引入的晶硅电池开发和生产过程中,本文阐述了激光扫描共聚焦显微镜的测量原理以及在电池各环节测量中的 ...
       2.样品测量   
       2.1 原始硅片的测量    
       不同于半导体的晶圆,对于表面亚纳米(Ra:0.01~0.8μm)级别的微观粗糙度有着严格的要求,当前对于太阳能级原始硅片表面形貌的测量,更多的是关注微米尺度的形貌,判定表面机械损伤层的类型、是否存在切割线痕或往复痕及其规格特征。

  

       图3给出了现在主流技术--砂浆悬浮液多线切割生产的硅片,硅片表面呈现疏松的机械损伤层(MDL,Mechanical damage layer)。近年来,金刚线(DW,Diamond Wire)切割技术,以更高的切削效率和环境友好优势,作为前者的替代技术,正在不断扩大推广范围,但是其加工后的硅片表面完全呈现截然不同的形貌,如图4所示。早期开发DW相关技术过程中,A. Bidiville等人就用SEM特意对比过两种方式切割的硅片表面形貌差异[3]。在原始硅片表面形貌测量方面,LSCM同样有着毫不逊色的表现。

  

图4 金刚线切割太阳能级硅片表面2D和3D形貌    
       2.1 硅片表面织构化的测量

  

图5 单晶硅片表面陷光结构2D和3D形貌

  

图6 多晶硅片表面陷光结构2D和3D形貌  
       原始硅片需要进行表面织构化以形成陷光结构,增强光学吸收性能,表面织构化又称作制绒或者扩散前处理。目前采用的化学腐蚀方法,是利用硅在化学溶液中发生各向异性(单晶)或各向同性腐蚀的特性,形成特定的形貌。    
       判定织构化优劣通常采用宏观的和更为综合的测量手段--积分反射仪,所得反射率水平受宏观陷光性能直接影响,其实受更多的微观间接因素共同制约,如陷光结构规格、均匀性、边角形貌,深入研究和评价就需要用到微观测量手段。    
       图5、6分别显示了在LSCM平台测量的单、多晶表面陷光结构,对比Gim Chen与Ismail Kashkoush研究中[4]的光学和电镜图像,LSCM已经能够将“金字塔”和“蠕虫”的立体形貌完整呈现,并且仍有进一步放大的空间。
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