GB/T 29054-2019 太阳能电池用铸造多晶硅块

　　ICS 29 . 045 H 82

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 29054—2019

　　代替 GB/T 29054—2012

　　太阳能电池用铸造多晶硅块

　　Castingmulticrystallinesiliconbrickforphotovoltaicsolarcell

　　2019-06-04 发布 2020-05-01 实施

　　国家市场监督管理总局中国国家标准化管理委员会

　　发

　　布

　　GB/T 29054—2019

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

　　本标准代替 GB/T 29054—2012《太阳能级铸造多晶硅块》。 本标准与 GB/T 29054—2012 相比，除编辑性修改外主要技术变化如下：

　　— 修改了适用范围，将“适用于利用铸造技术制备多晶硅片的多晶硅块”改为“适用于从铸造技术制备的硅锭上切割得到的准方形多晶硅块(包括类单晶硅块)。产品用于切割成硅片后进一步制作太阳能电池”(见第 1 章，2012 年版的第 1 章)。

　　— 删除了规范性引用文件中 GB/T 6616、SEMI PV1-0709,增加了 GB/T 1554、GB/T 2828 . 1 —

　　2012、GB/T 31854,将 GB/T 1551、GB/T 1553、GB/T 1557、GB/T 1558 移到了参考文献(见第 2 章，2012 年版的第 2 章)。

　　— 删除了硅块的定义，增加了有效高度、类单晶和最大晶粒面积比例的定义(见第 3 章，2012 年版的第 3 章)。

　　— 删除了分类(见 2012 年版的第 4 章)。

　　— 端面尺寸由 125 mm×125 mm、156 mm×156 mm 改为 156.75 mm × 156.75 mm,其他尺寸，建议增减量为 1 mm 的整数倍(见 4.1.1,见 2012 年版的第 4 章)。

　　— 修改了端面尺寸及允许偏差(见 4 . 1 . 1 , 2012 年版的第 4 章、5 . 1 . 6) 。

　　— 修改了载流子寿命的要求，由 ≥1 μs 改为不小于 2 μs(见 4.2.3 , 2012 年版的 5.2)。

　　— 修改了间隙氧含量的要求，由 ≤8 × 1017 atoms/cm3 改为不大于 6 × 1017 atoms/cm3(见 4. 3 , 2012 年版的 5 . 2) 。

　　— 增加了类单晶硅块的最大晶粒面积比例和缺陷密度要求及试验方法、检验规则等(见 4 . 7、4 . 8 、 5 . 13、5 . 14、第 6 章)。

　　— 删除了硼浓度的要求(见 2012 年版的 5 . 2) 。

　　— 修改了检验项 目 、取样及检验结果的判定(见 6 . 3、6 . 4、6 . 5 , 2012 年版的 7 . 3、7 . 4、7 . 5) 。

　　— 增加了附录 A,列出了常见的不同最大晶粒面积比例的类单晶硅块(见附录 A) 。

　　本标准由全国半导体设备和材料标准化技术委员会(SAC/TC 203)与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(SAC/TC 203/SC 2)共同提出并归口 。

　　本标准起草单位：江苏协鑫硅材料科技发展有限公司、镇江仁德新能源科技有限公司、江西赛维LDK 太阳能高科技有限公司、宜昌南玻硅材料有限公司、有色金属技术经济研究院、扬州荣德新能源科技有限公司、英利能源(中国)有限公司。

　　本标准主要起草人：万跃鹏、唐骏、游达、林清香、苏磊、杨素心、余刚、高长昆、常传波、李建敏、何亮、陈发勤、孙培亚、张雷。

　　本标准所代替标准的历次版本发布情况为：

　　—GB/T 29054—2012 。

　　GB/T 29054—2019

　　太阳能电池用铸造多晶硅块

　　1 范围

　　本标准规定了太阳能电池用铸造多晶硅块(以下简称硅块)的要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存、质量证明书和订货单(或合同)内容。

　　本标准适用于从铸造技术制备的硅锭上切割得到的准方形多晶硅块(包括类单晶硅块)。

　　注：多晶硅块切割成硅片后用于制作太阳能电池。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注 日期的引用文件，仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注 日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 1550 非本征半导体材料导电类型测试方法

　　GB/T 1554 硅晶体完整性化学择优腐蚀检验方法

　　GB/T 2828.1—2012 计数抽样检验程序 第 1 部分：按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样

　　计划

　　GB/T 14264 半导体材料术语

　　GB/T 31854 光伏电池用硅材料中金属杂质含量的电感耦合等离子体质谱测量方法

　　3 术语和定义

　　GB/T 14264 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　有效高度 effectiveheight

　　硅块符合各项技术要求的可切割高度。

　　3.2

　　类单晶 quasi-monocrystallinesilicon

　　通过单晶籽晶，以定向凝固法生长形成的铸造多晶，该晶体具有明显与籽晶同方向的大晶粒，也可称为铸造单晶、准单晶等。

　　3.3

　　最大晶粒面积比例 thepercentageofthelargestsinglegrain

　　类单晶硅块横截面上具有指定晶向的最大晶粒区域的面积与类单晶硅块横截面总面积的比值。

　　4 要求

　　4 . 1 外形尺寸

　　4. 1 . 1 硅块端面为准方形，端面尺寸为 156.75 mm×156.75 mm,尺寸允许偏差为±0.25 mm。如需其

　　他尺寸，尺寸增减量宜为 1 mm 的整数倍。

　　4. 1 .2 硅块的有效高度应不小于 100 mm。

　　GB/T 29054—2019

　　4 . 1 .3 硅块的倒角尺寸及角度如图 1 所示，倒角尺寸为 1 .5 mm±0 .5 mm,倒角角度为 45°±10°。

　　4. 1 .4 硅块相邻两面的垂直度如图 1 所示，垂直度为 90°,允许偏差为 ±0.25°。

　　图 1 倒角尺寸、倒角角度和垂直度示意图

　　4 . 2 电学性能

　　4 . 2 . 1 硅块的导电类型为 P 型 。

　　4.2.2 硅块的电阻率为 0.5 Ω · cm~3.0 Ω · cm。

　　4.2.3 硅块的载流子寿命应不小于 2 μs。

　　4 . 3 间隙氧含量

　　硅块的间隙氧含量应不大于 6 × 1017 atoms/cm3 。

　　4 . 4 代位碳含量

　　硅块的代位碳含量应不大于 5 × 1017 atoms/cm3 。

　　4 . 5 金属杂质总含量

　　硅块中的金属杂质(Fe、Cr、Ni、Cu、Zn)总含量应不大于 2 μg/g。

　　4 . 6 表面质量

　　4 . 6 . 1 在有效高度内，硅块表面应无目视可见裂纹、崩边、缺口 。

　　4.6.2 硅块 4 个侧面的红外探伤检测结果不应有尺寸大于 5 mm 的点状杂质。

　　4.6.3 硅块侧面的表面粗糙度 Ra应不大于 0.2 μm。

　　4 . 7 类单晶硅块的最大晶粒面积比例

　　类单晶硅块的最大晶粒面积比例应符合表 1 的规定。 常见的不同最大晶粒面积比例的类单晶硅块参见附录 A。

　　GB/T 29054—2019

　　表 1

　　4 . 8 类单晶硅块的缺陷密度

　　类单晶硅块任一横截面的荧光光致发光(或电致发光)测试图像上显示的位错缺陷面积比例应不大

　　于横截面积的 10%。需方如对腐蚀位错密度有要求，由供需双方协商确定并在合同中注明。

　　注：一般认为类单晶硅块的位错缺陷在荧光光致发光或电致发光下呈现为暗色、无规律的线状缺陷，可通过缺陷区域与周围区域颜色的差异来判定。

　　4 . 9 其他

　　需方如对硅块的技术指标有特殊要求，可由供需双方协商确定并在合同中注明。

　　5 试验方法

　　5. 1 由于多晶硅块及 Ⅱ类类单晶硅块表面存在晶界，电阻率、载流子寿命、间隙氧含量、代位碳含量测试时应尽量避开晶界区域，在中心区域的大晶粒范围内测试，且测试值供参考。

　　5 . 2 端面尺寸、有效高度和倒角尺寸用游标卡尺或相应精度的量具测量。

　　5 . 3 倒角角度和相邻两面的垂直度用万能角度尺或相应精度的量具测量。

　　5 . 4 导电类型的检验按 GB/T 1550 的规定进行。

　　5 . 5 电阻率的检验参照 GB/T 1551 的规定进行，或按供需双方协商确定的方法进行。

　　5 . 6 载流子寿命的检验参照 GB/T 1553 的规定进行。

　　5 . 7 间隙氧含量的检验在硅块底部取样后参照 GB/T 1557 的规定进行。

　　5 . 8 代位碳含量的检验在硅块顶部取样后参照 GB/T 1558 的规定进行。

　　5 . 9 金属杂质含量的检验按 GB/T 31854 的规定进行，或按供需双方协商确定的方法进行。

　　5 . 10 硅块表面的裂纹、崩边、缺口用 目视检查。

　　5. 1 1 红外探伤检测将硅块置于波长 400 nm~3 000 nm 红外光源下，红外光入射到硅块，根据穿过缺陷和硅材料的发射及散射信号的不同，通过摄像机观察成像效果确定缺陷位置，并计算其大小。

　　5 . 12 表面粗糙度的检验用表面粗糙度测试仪进行。

　　5. 13 类单晶硅块的最大晶粒面积比例的检查在光强度为 430 lx~ 650 lx 的照明条件下，距硅块30 cm~50 cm 的位置垂直于硅块横截面目视进行。

　　5 . 14 类单晶硅块缺陷密度(除腐蚀位错密度)的检验用荧光光致发光法或电致发光法进行;腐蚀位错密度的检验按 GB/T 1554 的规定进行。

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　　6 检验规则

　　6 . 1 检查和验收

　　6 . 1 . 1 产品应由供方质量监督部门进行检验，保证产品质量符合本标准及订货单(或合同)的规定，并填写产品质量证明书。

　　6 . 1 . 2 需方应对收到的产品按本标准的规定进行检验，如检验结果与本标准或订货单(或合同)的规定不符时，应以书面形式向供方提出，由供需双方协商解决。 属于外形尺寸或表面质量的异议，应在收到产品之日起一个月内提出;属于其他性能的异议，应在收到产品之 日起三个月内提出。 如需仲裁，应由供需双方协商确定。

　　6 . 2 组批

　　硅块应成批提交验收，每批应由相同工艺生产的同一外形尺寸、导电类型、电阻率范围的硅块组成。

　　6 . 3 检验项目

　　6 . 3 . 1 每批硅块应对外形尺寸、导电类型、电阻率、载流子寿命及表面质量进行检验，类单晶硅块还应对最大晶粒面积比例进行检验。

　　6 . 3 . 2 需方如需对间隙氧含量、代位碳含量、金属杂质含量、类单晶硅块的缺陷密度进行检验，应由供需双方协商并在合同中注明。

　　6 . 4 取样

　　6 . 4 . 1 外形尺寸、表面质量和类单晶硅块最大晶粒面积比例的检验应逐块进行。

　　6.4.2 导电类型、电阻率、载流子寿命的检验取样按 GB/T 2828.1—2012 中一般检验水平 Ⅱ ,正常检验一次抽样方案进行。 如按其他方案进行，应由供需双方协商确定。

　　6 . 4 . 3 间隙氧含量、代位碳含量、金属杂质含量、类单晶硅块缺陷密度的检验取样由供需双方协商确定。

　　6 . 5 检验结果的判定

　　6 . 5 . 1 外形尺寸的检验结果不合格时，判该块硅块不合格。

　　6.5.2 导电类型、电阻率和载流子寿命的累计接收质量限(AQL)为 2.5。

　　6 . 5 . 3 间隙氧含量、代位碳含量、金属杂质含量、类单晶硅块缺陷密度的检验结果判定由供需双方协商确定。

　　6 . 5 . 4 表面质量的检验结果不合格时，判该块硅块不合格。

　　6 . 5 . 5 类单晶硅块最大晶粒面积比例的检验结果不合格时，判该块硅块不合格。

　　7 标志、包装、运输、贮存和质量证明书

　　7 . 1 标志

　　7 . 1 . 1 检验合格的硅块上应张贴标签，其上注明：

　　a ) 产品名称;

　　b) 产品技术要求;

　　c ) 产品重量;

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　　d ) 产品批号。

　　7 . 1 . 2 硅块应成箱包装，每箱外侧应注明：

　　a) 供方名称、商标;

　　b ) 产品名称;

　　c ) 产品数量;

　　d) “小心轻放”“防潮”“易碎”“防腐”标志或字样。

　　7 . 2 包装、运输和贮存

　　7 . 2 . 1 硅块应放入泡沫包装箱中包装，使用防震材料填充，防止松动，特殊包装由供需双方协商。

　　7 . 2 . 2 硅块在运输过程中应轻装轻卸，勿挤压，并采取防震防潮措施。

　　7 . 2 . 3 硅块应贮存在清洁、干燥的环境中。

　　7 . 3 质量证明书

　　每批硅块应附有质量证明书，其上注明：

　　a) 供方名称;

　　b ) 产品名称、规格;

　　c ) 产品重量及数量;

　　d ) 产品批号;

　　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。

　　8 订货单(或合同)内容

　　本标准所列产品的订货单(或合同)内应包括下列内容：

　　a ) 产品名称;

　　b ) 产品规格;

　　c ) 产品重量及数量;

　　d) 标准中要求在合同中注明的内容;

　　e ) 本标准编号;

　　f) 其他。

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　　附 录 A

　　(资料性附录)

　　常见的不同最大晶粒面积比例的类单晶硅块

　　不同最大晶粒面积比例的类单晶硅块主要有以下两种常见的表现形式：

　　a) Ⅰ 类：最大晶粒面积比例为 100% ,如图 A.1 所示。

　　图 A.1 Ⅰ 类类单晶

　　b) Ⅱ类：最大晶粒面积比例小于 100% ,如图 A.2 所示。

　　图 A.2 Ⅱ 类类单晶

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　　参 考 文 献

　　[1] GB/T 1551 硅单晶电阻率测定方法

　　[2] GB/T 1553 硅和锗体内少数载流子寿命测定 光电导衰减法

　　[3] GB/T 1557 硅晶体中间隙氧含量的红外吸收测量方法

　　[4] GB/T 1558 硅中代位碳原子含量红外吸收测量方法