組件EL中的電池缺陷及隱裂分析報(bào)告

組件EL中的電池缺陷及隱裂分析報(bào)告1電致發(fā)光：簡稱EL，是通過加在兩電極的電壓產(chǎn)生電場，被電場激發(fā)的電子碰擊發(fā)光中心，而引致電子解級的躍進(jìn)、變化、復(fù)合導(dǎo)致發(fā)光的一種物理現(xiàn)象。2一、EL測試原理光電效應(yīng)：在光的照射下，物體外表發(fā)出電子的現(xiàn)象叫做光電效應(yīng)。互逆太陽電池的電致發(fā)光亮度正比于少子擴(kuò)散長度，正比于電流密度。通過ＥＬ圖像的分析可以有效地發(fā)現(xiàn)硅片、擴(kuò)散、鈍化、網(wǎng)印及燒結(jié)各個(gè)環(huán)節(jié)可能存在的問題，對改進(jìn)工藝、提高效率和穩(wěn)定生產(chǎn)都有重要的作用，因而太陽電池電致發(fā)光測試儀被認(rèn)為是太陽電池生產(chǎn)線的“眼睛〞。EL正偏發(fā)亮的區(qū)域表示此區(qū)域結(jié)特性正常，發(fā)暗的區(qū)域說明一種可能是這個(gè)區(qū)域的少子壽命很低，載流子無法起到傳送電流的作用，另一種可能是這個(gè)區(qū)域電極和電池片之間的接觸電阻很大，還有一種可能是沒有形成pn結(jié)。EL反偏發(fā)亮的區(qū)域的區(qū)域說明該區(qū)域有漏電，發(fā)暗的區(qū)域說明該區(qū)域沒有漏電。3EL測試原理1組件EL常見的電池片缺陷2非常見電池缺陷3隱裂改善措施4

目錄5常見缺陷-黑芯片直拉單晶硅棒，熱量傳輸對晶體缺陷的形成和生產(chǎn)很關(guān)鍵。提高溫度梯度，晶體生長速率加快，但是過大的熱應(yīng)力易導(dǎo)致位錯(cuò)。此類點(diǎn)缺陷的聚集，就形成了黑芯片。

金屬級硅料，本身磷含量及硼含量超標(biāo)，磷元素的分凝系數(shù)為0.35，故極易在中心富集，從而形成復(fù)合密集區(qū)，通過EL表現(xiàn)為黑芯片。6常見缺陷-黑斑片目前兩種多晶鑄錠技術(shù)1傳統(tǒng)Bridgman〔常用〕2澆注技術(shù)〔京瓷、Deutschesolar〕該技術(shù)通常采用的結(jié)晶技術(shù)為1cm/h〔對于大型硅錠，相當(dāng)于10KG/h〕。過快的結(jié)晶速度，導(dǎo)致固液界面處出現(xiàn)較大的溫度梯度，從而導(dǎo)致位錯(cuò)的富集。1、黑芯片會造成熱擊穿。2、黑芯片會影響功率測試的曲線臺階。3、黑芯片會影響組件功率。7常見缺陷隱裂8常見缺陷-混檔、隱裂混檔隱裂9常見缺陷-全黑片1硅片錯(cuò)用了N型片，采用常規(guī)工藝下傳后照片為全黑，無PN結(jié)，故EL后全黑2組件單串焊接過程中短路10常見缺陷-過焊、斷柵1、可能絲網(wǎng)印刷參數(shù)沒調(diào)好或絲網(wǎng)印刷質(zhì)量不佳。2、可能是硅片切割不均勻，TTV不達(dá)標(biāo)，在30um尺度可能出現(xiàn)斷層現(xiàn)象.組件生產(chǎn)焊接過程中溫度偏高導(dǎo)致細(xì)柵線與主柵線開裂11常見缺陷-局部開路片、虛焊背鋁印刷偏移，鋁背場和背電極無接觸，局部開路。虛焊12非常見缺陷-網(wǎng)帶印在燒結(jié)過程中，網(wǎng)帶清潔不夠?qū)е戮W(wǎng)帶部溫度差異，硅片與爐帶接觸處鋁背場燒結(jié)不良，導(dǎo)致該處BFS鈍化效果不好，相應(yīng)部位外表復(fù)合較大，因此在EL圖片上形成反差。13非常見缺陷-網(wǎng)帶印頂針印鏈條印14非常見缺陷-多晶酸洗引起的穿孔一般針孔存在的地方會有缺陷、晶界或線痕。在清洗時(shí)在這些地方溶液反響劇烈故會形成針孔。針孔直徑在1um左右，10um深，比腐蝕坑還要深。在這些地方較容易漏電。15非常見缺陷-擴(kuò)散異常EL顯示中間發(fā)黑，四周較亮，在中間存在漏電。用P/N型檢測儀測試其結(jié)型：正面四周為P/N型，中間為P型，反面邊緣為P型，中間顯P/N型。可知電池片應(yīng)該是中間未擴(kuò)到或者單面擴(kuò)散擴(kuò)散面放反。正?？涛g邊緣比較平滑光潔，而刻蝕過多后邊緣會有明顯的鋸齒波紋。該現(xiàn)象可能有兩種情況，a.刻蝕過度，但是正外表沒有反型(還是N型)，因?yàn)榭涛g導(dǎo)致該處薄層電阻過大，電流密度降低，EL亮度降低，產(chǎn)生反差；b.刻蝕過度，正外表反型(變成P型)，該處沒有p-n結(jié)，不存在電注入發(fā)光效應(yīng)，在EL亮度為零，呈現(xiàn)黑邊。造成過刻的原因有可能是工藝時(shí)間和氣體流量的問題非常見缺陷-刻蝕過刻16非常見缺陷-邊緣漏電Side-17正偏反偏現(xiàn)象正偏時(shí)，可見刻蝕黑邊較窄，或刻蝕黑邊較寬反偏時(shí)，硅片邊緣有線狀亮點(diǎn)電池片實(shí)物可見刻蝕邊過窄或過寬發(fā)生原因刻蝕過刻或欠刻漏漿所造成的品質(zhì)影響分析及處理1、AL漿污染成因：2號機(jī)網(wǎng)版漏漿，造成臺面上有剩余漿料而污染到被擴(kuò)散面。品質(zhì)影響分析：此失效片為Rsh檔失效片，其EL測試圖如圖1；中間黑色區(qū)域?yàn)檎矨L漿較多而導(dǎo)致的燒結(jié)不良，在黑色區(qū)域周邊呈霧狀的為AL漿污染所致。電性影響：以本片測試數(shù)據(jù)為例，Uoc：0.610Isc：8.48Rs：9.75Rsh：0.330FF:62.32%Ncell：13.26%

圖1非常見缺陷-網(wǎng)印漏漿182、3號機(jī)污染成因：失效原因是銀漿污染，造成燒穿SiNx薄膜困難，污染區(qū)域未能形成良好歐姆接觸。品質(zhì)影響分析：3號機(jī)污染可能引起Eff失效，以及Trash失效，其EL測試圖如圖2；主要特征為呈黑色區(qū)域面積較大，且分布著許多白色斑點(diǎn)。

圖2非常見缺陷-網(wǎng)印漏漿19隱裂的危害隱裂原因分析隱裂改善措施及控制要點(diǎn)20三、組件隱裂改善措施21隱裂及其危害HET/IBC等客戶投訴蛇形斑圖WSB客戶投訴13616pcs隱裂圖車間隱裂引起的降級組件EL測試圖1、隱裂可能會導(dǎo)致熱斑效應(yīng)，特別注意單晶電池片隱裂，單晶電池片隱裂會沿著晶界方向延伸，延伸輕那么造成熱斑重那么造成電池片一塊失效區(qū)。注：隱裂會不會導(dǎo)致熱斑效應(yīng)與電池片柵線的分布、隱裂的方向有關(guān)系。2、電池片的隱裂會加速電池片功率衰減。3、電池片的隱裂會影響組件的正常使用壽命。4、電池片的隱裂會在機(jī)械載荷下擴(kuò)大，有可能會導(dǎo)致開路性的破損。5、長度超過1mm的隱裂將不能承受2400PA的壓力22隱裂及其危害1、我司隱裂現(xiàn)狀調(diào)查2、針對各工序的原因分析及改善對策3、改善結(jié)果23隱裂原因分析24我司隱裂現(xiàn)狀調(diào)查首先確認(rèn)造成隱裂的主要工序，主要通過跟蹤組件在層壓前、層壓后、裝框后、、清洗后、進(jìn)行EL測試，比照各工序造成隱裂的占比，對于占比較大的工序進(jìn)行改善。測試示意圖如下：EL測試EL測試EL測試EL測試層疊后25數(shù)據(jù)分析共抽檢200塊組件，按照“0〞隱裂標(biāo)準(zhǔn)判定，其中層疊后出現(xiàn)3塊隱裂，層壓后未出現(xiàn)隱裂，裝框后出現(xiàn)93塊隱裂，清洗后出現(xiàn)3塊隱裂，具體如以下圖：

裝框后

層疊后

清洗后層壓后26法料機(jī)裝接線盒背板補(bǔ)膠作業(yè)方法流水線不平整角碼尺寸問題背板補(bǔ)膠臺裝框抬組件力度裝框?yàn)槭裁磿斐蛇@么高隱裂？削邊人員操作員工無隱裂意識組件定位翻轉(zhuǎn)組件使用蠻力裝框機(jī)抖動角碼與邊框不匹配通過上述對各