PV硅原料的纯度控制(SIMS)

Purity control in PV Si feedstock
硅基太阳能电池器件制造采用了具有至少6N纯度的升级冶金级硅的光伏(PV)硅原料。硅纯化工艺的质量控制是确保高产量生产的前提条件。

极低的检出限
CAMECA IMS 7f-Auto能够对PV硅原料中的痕量元素杂质浓度进行定量测量,视待分析的物质而定,检出限可从ppm低至ppb范围。

下表显示了15奈克分析材料中硅的SIMS检出限。CAMECA IMS 7f-Auto性能卓越,尤其适用于分析轻元素(氢、碳、氧、氮)、主要硅掺杂物(硼、磷、砷)以及金属(铝、铬、铁、镍、铜……)。与TOF-SIMS相反,当分析速度提高时,IMS 7f-Auto的检出限会得到改进。

物种
每立方厘米
ppb
7E+16 1400
1E+13 0.2
2E+16 400
2E+16 400
3E+13 0.6
1E+13 0.2
5E+13 1
2E+12 0.04
7E+11 0.01
5E+12 0.1

5E+12 0.1
2E+14 4
2E+13 0.4

6E+14
12
2E+14
4

2E+13 0.2

1E+14 2

5E+13 1

通过将钛升华泵与分析室中的涡轮分子泵互相结合获得优化的超高真空条件,从而实现轻元素的最低检出限。页面顶部的图表展现了硅中氧的极低检出限。

高样品通量
在IMS 7f-Auto上可以通过快速简单的样品制备对原始物理形式的PV硅进行分析。典型的通量是每小时4-6次分析。该工具可以配备一个自动储存室,最多带6个样品架,从而确保实现更高的产量。

欲了解更多详情,您可以索取出版物:用于光伏应用的SIMS分析技术.P. Peres等.Surface and Interface Analysis, n/a. doi: 10.1002/sia.3525.该文章介绍了SIMS工具为开发和制造新太阳能电池所提供的分析性能,最后总结出两个主要应用:PV硅原料的痕量元素分析、CIGS薄膜主要成分和痕量元素的深度分布。