《太阳能级多晶硅》国家标准

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《太阳能级多晶硅》国家标准工作资料 2008-12-27 16:55:39 阅读1807 评论2   字号：大中小 订阅




                                                          太阳能级多晶硅

                                                   Solar-Grade Polycrystalline Silicon





                                                                           （送审稿）

前     言

本标准是为适应我国光伏产业日益发展的需要，在修改采用SEMI 16-1296《硅多晶规范》标准的基础上，结合我国多晶硅生产、试验、使用的实际情况而制定的。本标准的制定能满足市场及用户对太阳能级多晶硅的质量要求。

本标准考虑了目前市场上的大部分用于太阳能光伏产业的多晶硅料，包括：棒状料、块状料、颗粒料、粉状料等，根据不同种类的多晶硅加工、生产太阳能电池其转换率情况，将太阳能级多晶硅纯度分为三级。与SEMI 16-1296相比增加了基体金属杂质内容。

本标准的术语与相关标准协调一致。

本标准由中国有色金属工业协会提出。

本标准由全国半导体设备和材料标准化技术委员会材料分技术委员会归口。

本标准起草单位：洛阳中硅高科技有限公司、无锡尚德太阳能电力有限公司、中国电子材料行业协会、西安隆基硅材料股份有限公司、四川新光硅业科技有限公司。

本标准主要起草人：杨玉安、袁金满、孙世龙、汪义川、鲁瑾、曹禺、梁洪。







































太阳能级多晶硅

1　范围

本标准规定了太阳能级多晶硅的产品分类、技术要求、试验方法、检验规则以及包装、标志、运输及贮存。

本标准适用于使用（改良）西门子法和硅烷等方法，生产的棒状多晶硅、块状多晶硅、颗粒状多晶硅。产品主要用于太阳能级单晶硅棒和多晶硅锭的生产。

2　规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB/T  1550    非本征半导体材料导电类型测试方法

GB/T  1551    硅、锗单晶电阻率测试   直流两探针法

GB/T  1552    硅、锗单晶电阻率测试   直排四探针法

GB/T  1553    硅和锗体内少数载流子寿命测定光电导衰减法

GB/T  1557    硅晶体中间隙氧含量的红外吸收测量方法

GB/T  1558    硅中代位碳原子含量红外吸收测量方法

GB/T  4059    硅多晶气氛区熔磷检验法

GB/T  4060    硅多晶真空区熔基硼检验法

GB/T  4061    硅多晶断面夹层化学腐蚀检验方法

GB/T  14264   半导体材料术语

SEMI MF1389   光致荧光光谱测单晶硅中Ⅲ-Ⅴ族杂质

SEMI MF1535   用微波反射光电导衰减法非接触测量硅片载流子复合寿命的测试方法

SEMI MF1630   低温傅立叶变换红外光谱法测量单晶硅中Ⅲ-Ⅴ族杂质

SEMI MF1723   利用区熔生长和光谱法评价多晶硅产品规范

SEMI MF1724   利用酸提取原子吸收光谱法测量多晶硅表面金属沾污的测试方法

3  要求

3.1分类

产品按外型分为棒状、块状和颗粒状，根据等级的差别分为三级。

3.2牌号

多晶硅牌号表示为：

SGPSi—□—□




                        阿拉伯数字表示多晶硅等级

                        字母I表示棒状，N表示块状、G表示粒状

表示太阳能级多晶硅

4         技术要求  

4.1等级

太阳能级多晶硅的等级及相关技术要求应符合表1的规定。

表1


项目（一）

太阳能级多晶硅等级指标（一）


1级品

2级品

3级品


基磷电阻率，Ω·cm

≥100

≥40

≥20


基硼电阻率，Ω·cm

≥500

≥200

≥100


少数载流子寿命，μs

≥100

≥50

≥30


氧浓度，atoms/cm3

≤1.0×1017

≤1.0×1017

≤1.5×1017


碳浓度，atoms/cm3

≤2.5×1016

≤4.0×1016

≤4.5×1016


项目（二）

太阳能级多晶硅等级指标（二）


1级品

2级品

3级品


施主杂质浓度ppba

≤1.5

≤5.4

≤50.4


受主杂质浓度ppba

≤0.5

≤2.7

≤27


基体金属杂质，ppmw

Fe、Cr、Ni、Cu、Zn

TMI(Total metal impurities)总金属杂质含量：≤0.05

Fe、Cr、Ni、Cu、Zn

TMI(Total metal impurities)总金属杂质含量：≤0.1

Fe、Cr、Ni、Cu、Zn

TMI(Total metal impurities)总金属杂质含量：≤0.2


注：

1，基体金属杂质检测可采用二次离子质谱、等离子体质谱和中子活化分析，由供需双方协商解决。

2，每个等级的产品应该同时满足本等级的要求，若某项超出指标，则降为下一级。

3, 3级品主要应用于多晶硅锭的生产。





4.2尺寸范围

4.2.1破碎的块状多晶硅具有无规则的形状和随机尺寸分布，其线性尺寸最小为3mm，最大为200mm。

4.2.3块状多晶硅的尺寸分布范围为：

a) 3～25mm的最多占重量的15%；

b) 25～100mm的占重量的15%～35%；

c) 100～200mm的最少占重量的65%。

4.2.4颗粒状硅粒度范围为1～3mm。

4.2.5棒状多晶硅的直径、长度尺寸由供需双方商定。

4.3结构及表面质量

4.3.1块状、棒状多晶硅断面结构应致密。

4.3.2多晶硅免洗或经过表面清洗，都应使其达到直接使用要求。所有多晶硅的外观应无色班、变色，无肉眼可见的污染物和氧化的外表面。

4.3.3多晶硅中不允许出现氧化夹层。

5 测试方法

5.1多晶硅导电类型检验按GB/T 1550测试。

5.2多晶硅电阻率测量按GB/T 1552测试。

5.3少数载流子寿命测量按GB/T 1553测试。

5.4多晶硅中氧浓度测量按GB/T 1557测试。

5.5多晶硅中碳浓度测量按GB/T 1558测试。

5.6多晶硅断面夹层检验按GB/T 4061测试。

5.7多晶硅中的Ⅲ-Ⅴ族杂质含量按照SEMI MF1389测试。

5.8少数载流子寿命测量按SEMI MF1535测试。

5.9单晶硅中Ⅲ-Ⅴ族杂质含量测量按SEMI MF1630测试。

5.10棒状多晶硅的尺寸用游标卡尺测量，块状多晶硅、粒状多晶硅的尺寸分布范围用过筛检验，或由供需双方商定的方法检验。

5.11多晶硅的表面质量用肉眼检查。

6 检验规则

6.1检查和验收

6.1.1产品应有供方质量监督部门进行检验，保证产品质量符合本标准规定，并填写产品质量证明书。

6.1.2需方可对收到的产品进行检验。若检验结果与本标准规定不符时，应在收到产品之日起三个月内向供方提出，由供需双方协商解决。

6.2组批

产品应成批提交验收，每批应有同一牌号，以类似工艺条件生产并可追溯生产条件的多晶硅组成。

6.3检验项目

每批产品应进行基磷电阻率或施主杂质浓度、基硼电阻率或受主杂质浓度、少数载流子寿命、氧浓度、碳浓度、结构、表面质量和尺寸的检验；表面金属和基体金属杂质由供需双方协商。

6.4供方取样、制样应按GB/T 4059、GB/T 4060 、GB/T 4061进行或由供需双方协商。

6.5检验结果判定

6.5.1多晶硅的等级由基磷电阻率或施主杂质浓度、基硼电阻率或受主杂质浓度、少数载流子寿命、氧浓度、碳浓度判定；表面金属和基体金属杂质属参考项目，由供需双方协商。

6.5.2在判定项目中若检验结果有一项不合格，则加倍取样对该不合格的项目进行复验。对复验结果仍不合格的产品，应直接判定为不合格。

7包装、标志、运输及贮存

7.1包装

多晶硅应装入洁净的聚乙烯包装袋内，密封；免洗料装入双层聚乙烯包装袋内，然后再将包装袋装入包装箱或包装桶内。块状多晶硅包装规格为每袋净重为5000g或10000g。包装时应防止聚乙烯包装袋破损，以避免产品外来沾污，并提供良好保护。

7.2标志

包装箱（桶）外应标有“小心轻放”及“防腐、防潮”字样或标志，并标明：

a）供方名称；

b）产品名称；

c）产品牌号；

d）产品数量；

e）产品净重。

7.3质量证明书

每批产品应附有质量证明书，注明：

a）供方名称；

b）产品名称、牌号；

c）产品批号；

d）产品毛重、净重；

e）各项检验结果及检验部门印记；

f）本标准编号；

g）出厂日期。

7.4运输

产品在运输过程中应轻装轻卸，勿压勿挤，并采取防震措施。

7.5贮存

产品应贮存在清洁、干燥环境中。