Wafer含過多的金屬雜質(Fe, Ti…..)導致Voc開路電壓偏低和Irev逆向電流值偏高 17
Wafer不良導致常見分類異常
電性：SiC導致hot spot降BIN
cell正背面均可以看到小白點
利用EDS偵測到C元素
Wafer裡面的SiC若沒有切除乾淨，在cell端會造成 1. Rsh (並聯電阻)偏低和Irev (逆向電流)偏高導致hot spot疑慮必需降BIN 2. cell正面外觀會有小白點
Wafer不良導致常見CVD異常
➢ Wafer髒汙或油汙：外觀異常導致CVD站點重工
~ CVD機台通常裝設有自動視覺檢察系統(AOI)，會挑出沉積後異常外觀，因此大 部分的晶片髒污或者油污會在CVD站點挑出並重工
➢ Wafer表面刮傷：外觀異常導致CVD站點重工
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步驟六：電極網印
利用網版印刷(Screen Printing)形成正背面電極
外觀：晶邊導角導致外觀降BIN
圓弧導角 ，需降BIN
導角斜切 ，不降BIN但需重測而影響產能
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Wafer不良導致常見分類異常
外觀：尺寸不均導致降BIN或重測
離邊0.6~0.7mm
離邊1mm
Wafer尺寸異常會導致離邊距離超規，輕微者可重測回A-grade (影響tester產能)，
嚴重者必須降BIN
1. P-type wafer的Boron在光照射下會與Oxygen形成B-O鍵結，導致太陽能電池效 率下降；因此wafer的氧含量越高，將會導致太陽能模組的LID更嚴重。
2. 根據IEC61215規範，太陽能模組的LID衰退必須<2%
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➢ Saw mark ：晶片表面高低落差導致finger結塊
~ 電池已經走向finger細線化，因此切痕造成的finger點狀結塊將會比以往更明顯
➢ Wafer表面穿孔(Pinhole)：網印漏膠導致正面銀膠汙染 (常見於單晶)
尺寸異常導致網印偏移
暗裂導致碎晶片黏版
切痕導致finger點狀結塊
切痕導致網印擴線
Wafer不良導致常見分類異常
電性：邊角料導致效率偏低
開路電壓 短路電流 串聯電阻 並聯電阻 理想因子
效率
A區
0.622V
8.57A
2.42mΩ
217Ω
79.43%
17.4%
B區
0.589V
7.64A
1.56mΩ
268Ω
77.06%
14.25%
C區
0.558V
6.98A
1.45mΩ
423Ω
76.44%
➢ Wafer尺寸偏小：導致正面網印偏移而降BIN
~ 正常晶片尺寸為156 ±0.5mm，各電池廠的網印面積尺寸介於154~155mm，因此 wafer尺寸若偏小<155.5mm，將會導致網印偏移降BIN。
➢ Wafer暗裂：造成碎晶片黏著網版，導致網印缺陷降BIN
~ 若晶片本身容易暗裂，網印過程會導致碎晶片黏著在網版而導致網印缺膠
步驟五：沉積抗反射層
利用PECVD沉積SiN薄膜，降低入射光反射率
晶邊絕緣
磷擴散
粗糙化蝕刻
進料檢驗
抗反射層
金屬化網印
快速共燒
測試並分級
常見太陽能電池 藍色系(效率較高)
彩色太陽能電池 (效率較低)
1. 利用不同SiN薄膜厚度可呈現不同外觀顏色，但以藍色系為主流 2. 可藉由提高SiN折射率來改善太陽能模組的PID問題 (電勢誘發衰減)
抗反射層
多晶外觀顏色
單晶外觀顏色
磷擴散 網印
粗糙化蝕刻 快速共燒
進料檢驗 測試並分級
1. 利用視覺檢驗系統進行外觀分色：淺藍、藍、深藍、錠藍 (昱晶標準) 2. 利用視覺檢驗系統進行外觀分類：A-grade 、B-grade等 3. 利用太陽光模擬器區分效率：0.1%或0.2%分BIN
Wafer不良導致常見分類異常
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Wafer不良導致常見分類異常
電性：Crack導致hot spot降BIN
Micro crack導致hot spot Cell廠必需電性降BIN
模組端造成玻璃和back sheet燒毀
Temp>100℃
EL可檢測出cell暗裂
IR可檢測出cell熱點
晶片本身的暗裂除了會造成生產過程中破片率偏高，還會造成A-grade產品的暗裂 片偏高，進而導致模組端異常。
Wafer不良導致常見分類異常
電性：Grain Boundary造成低效電池片
Uoc Isc
Rs
0.610 8.428 2.33
Rsh FF Irev2 NCell 34 77.19 3.369 16.34%
Uoc Isc
Rs
0.604 8.462 2.44
Rsh FF Irev2 NCell 52 76.80 2.728 16.14%
➢ Wafer尺寸偏大導致cell燒結後邊緣脫晶
~太陽能晶片出貨規格不可有邊緣脫晶，但太陽能電池出貨規格卻可允許 ~ 燒結爐所使用鍊條為金屬材質，燒結後會跟矽晶片接觸導致外觀脫晶。 Wafer尺 寸偏大會導致傳異偏移正常接觸點，增加邊緣脫晶比例
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步驟八：產品分類
依照外觀顏色和效率進行分BIN
晶邊絕緣
Wafer不良導致常見蝕刻異常
1. 來料晶片髒污或油汙導致酸蝕刻不完全
正常蝕刻後外觀 米粒大小完整
髒汙導致蝕刻異常 米粒形狀破碎
2. 來料晶片暗裂破片導致連續生產追撞或表面殘酸殘留 生產異常破片 表面殘酸
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步驟三：形成P/N Junction
在晶片表面進行n型參雜，形成P-N junction
晶邊絕緣
➢ Wafer厚度偏薄：燒結後cell翹曲過大會容易導致傳送破片
~多晶矽太陽能電池經過燒結後會形成鋁矽共晶，因為鋁、矽晶格差異導致電池翹 曲，正常燒結後的翹曲值(bowing)大約1~2mm ~薄晶片的翹曲值會更大，單晶電池翹曲值(1.5~2mm)又比多晶電池(1~1.5mm)大
正常翹曲值
異常翹曲值
太陽能電池製程簡介
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步驟一：晶片入料檢驗
晶邊絕緣 抗反射層
磷擴散 金屬化網印
粗糙化蝕刻 快速共燒
進料檢驗 測試並分級
正常單晶PL檢驗結果
異常單晶PL檢驗結果 (造成低Voc)
1. 進行入料檢驗：TTV 、阻值、厚度等，合規者入庫，不合規者退貨或MRB審查 2. PL (光致激發)可當作入料檢驗工具，PL強度 / impurity跟電池效率具有正相關
步驟七：快速燒結
利用高溫燒結形成形成歐姆接觸及背電場(BSF)
晶邊絕緣
磷擴散
粗糙速共燒
測試並分級
鋁矽共晶
1. 利用紅外線高溫燒結方式(750~800℃)，將導電膠料和矽晶片進行結合。 2. 電池燒結後會形成BSF(鋁矽共晶)，有助於提升P-type wafer的效率
Wafer不良導致常見燒結異常
步驟二：表面粗糙化
去除晶片切割造成的Saw damage&降低反射率
晶邊絕緣
磷擴散
粗糙化蝕刻
進料檢驗
抗反射層 Raw wafer測視圖
金屬化網印
酸蝕刻後 Raw wafer正視圖
快速共燒
測試並分級
蝕刻後表面較暗
1. 一般而言多晶矽晶片使用酸蝕刻(HF+HNO3)，單晶矽晶片使用鹼蝕刻(KOH) 2. 蝕刻後可降低晶片表面反射率及提高表面積，有助提升光電流
12.23%
Ingot的B區和C區通常會含有較多雜質，因此若切除部分太少導致carrier lifetime
偏低，會導致電池片效率偏低，通常Voc / Isc / Rs會呈現下降趨勢
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Wafer不良導致常見電池異常
電性：LID導致效率衰退
Test condition：60kw/hr, 240hr, SPEC<2%
步驟四：晶邊絕緣
利用化學蝕刻晶邊絕緣 ，避免正背面漏電
晶邊絕緣
磷擴散
粗糙化蝕刻
進料檢驗
抗反射層
金屬化網印
快速共燒
測試並分級
雷射晶邊絕緣
(效率較低)
化學晶邊絕緣
(效率較高)
蝕刻後表面
1. 早期電池廠是採用雷射絕緣晶邊，但因效率較低已逐漸淘汰 2. 後期電池廠均採用化學晶邊絕緣(可提升↑0.2%)，已成目前市場主流
晶邊絕緣
磷擴散
粗糙化蝕刻
進料檢驗
抗反射層
網印
快速共燒
正面銀膠形成 busbar和finger
測試並分級 銀鋁膠 : 背面Busbar
鋁膠
1. 網印耗材(膠料 /網版/刮刀)為太陽能電池第二大成本支出 2. 早期電池廠發展Double printing，近期已經逐漸走向Dual printing技術
Wafer不良導致常見網印異常
磷擴散
粗糙化蝕刻
進料檢驗
抗反射層
金屬化網印
Pre-deposition : 4POCl3 + 3O2 2P2O5 + 6Cl2 Cap Oxidation : 2P2O5 + 5Si 4P + 5SiO2
快速共燒 磷擴散後 外觀較深
測試並分級 磷擴散前 外觀較淺
1. 電池廠採用熱擴散方式形成p-n junction，此為關鍵製程之一 2. 多晶片電阻為80~90 Ω ，若搭配選擇性射極(LDSE)可達110~120 Ω