类单晶晶体品质评估方法及系统与流程

1.本发明涉及类单晶产品设计技术领域，尤其是涉及一种类单晶晶体品质评估方法及系统。


背景技术：

2.目前，主要采用缺陷的面积比例来作为表征类单晶晶体品质的主要依据之一，缺陷的面积比例目前主要是通过pl(photoluminescence，光致发光测试)的检测结果进行评估，而常规的检测方法是类单晶晶体，如硅锭开方后，对类单晶硅块的侧面进行pl测量，进而根据pl检测数据的平均值进行硅锭品质评估。
3.然而，上述品质表征方法受限于籽晶的拼缝位置，要求硅块开方下刀位置必须要与籽晶缝隙对应或者相邻，导致所开方硅块的尺寸受限于籽晶的尺寸。另外，晶体是垂直生长的，位错会沿着生长方向纵向延伸及横向生长，而缺陷在电池片中最直接的表征是横向，也就是硅片的水平表面的缺陷的面积比例，而不是硅片的纵向表面。因此，目前采用纵向检测的品质表征方法，存在较大误差，不能准确表征类单晶晶体，如硅锭的品质，同时，对于籽晶的依赖性较大。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
5.为此，本发明的一个目的在于提出一种类单晶晶体品质评估方法，该方法采用晶体块头部位置和尾部位置的横截面的检测结果来评估类单晶晶体的品质，从而能够准确、高效地表征表征类单晶晶体的品质，并有效规避掉对籽晶尺寸的依赖。
6.为此，本发明的第二个目的在于提出一种类单晶晶体品质评估系统。
7.为实现上述目的，本发明第一方面的实施例公开了一种类单晶晶体品质评估方法，包括以下步骤：获取所述类单晶晶体开方后得到的多个晶体块的头料和尾料；对获取到的多个头料和多个尾料的横截面分别进行pl检测；将多个所述头料和多个所述尾料对应的pl检测结果按照预设方向进行原位置拼接，对应得到所述晶体块的头部检测结果和尾部检测结果；根据所述头部检测结果和尾部检测结果对所述类单晶晶体品质进行评估。
8.根据本发明实施例的类单晶晶体品质评估方法，获取类单晶晶体开方后得到的多个晶体块的头料和尾料，对获取到的多个头料和多个尾料的横截面分别进行pl检测，将多个头料和多个尾料对应的pl检测结果按照预设方向进行原位置拼接，对应得到晶体块的头部检测结果和尾部检测结果；根据头部检测结果和尾部检测结果对类单晶晶体品质进行评估。即，采用晶体块头部位置和尾部位置的横截面的检测结果来评估类单晶晶体的品质，从而能够准确、高效地表征表征类单晶晶体的品质，并有效规避掉对籽晶尺寸的依赖。
9.另外，本发明上述实施例的类单晶晶体品质评估方法还可以包括如下附加技术特征：
10.在一些示例中，所述预设方向为标识得到的正方向。
11.在一些示例中，标识所述正方向的方法，包括：对多个所述头料和多个所述尾料按照对应晶体块的标号进行标识，以标识所述正方向。
12.在一些示例中，所述根据所述头部检测结果和尾部检测结果对所述类单晶晶体品质进行评估，包括：对所述头部检测结果和尾部检测结果求取平均值，根据所述平均值对所述类单晶晶体品质进行评估。
13.在一些示例中，所述头料的厚度为25～32毫米，所述尾料的厚度为45～65毫米。
14.在一些示例中，所述类单晶晶体为硅锭。
15.为实现上述目的，本发明第二方面的实施例公开了一种类单晶晶体品质评估系统，包括：获取模块，用于获取所述类单晶晶体开方后得到的多个晶体块的头料和尾料；检测模块，用于对获取到的多个头料和多个尾料的横截面分别进行pl检测；处理模块，用于将多个所述头料和多个所述尾料对应的pl检测结果按照预设方向进行原位置拼接，对应得到所述晶体块的头部检测结果和尾部检测结果；评估模块，用于根据所述头部检测结果和尾部检测结果对所述类单晶晶体品质进行评估。
16.根据本发明实施例的类单晶晶体品质评估系统，获取类单晶晶体开方后得到的多个晶体块的头料和尾料，对获取到的多个头料和多个尾料的横截面分别进行pl检测，将多个头料和多个尾料对应的pl检测结果按照预设方向进行原位置拼接，对应得到晶体块的头部检测结果和尾部检测结果；根据头部检测结果和尾部检测结果对类单晶晶体品质进行评估。即，采用晶体块头部位置和尾部位置的横截面的检测结果来评估类单晶晶体的品质，从而能够准确、高效地表征表征类单晶晶体的品质，并有效规避掉对籽晶尺寸的依赖。
17.另外，本发明上述实施例的类单晶晶体品质评估系统还可以包括如下附加技术特征：
18.在一些示例中，所述预设方向为正方向，所述系统还包括：标识模块，用于标识得到的所述正方向。
19.在一些示例中，所述标识模块，用于：对多个所述头料和多个所述尾料按照对应晶体块的标号进行标识，以标识所述正方向。
20.在一些示例中，所述评估模块，用于：对所述头部检测结果和尾部检测结果求取平均值，根据所述平均值对所述类单晶晶体品质进行评估。
21.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
22.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
23.图1是目前一纵向pl检测示例示意图；
24.图2是目前一纵向pl检测示例侧面检测结果示意图；
25.图3是目前一纵向pl检测示例的pl位错结果示意图；
26.图4是图3所示示例对应的头部位置横截面的pl位错结果示意图；
27.图5是目前另一纵向pl检测结果示意图；
28.图6是图5所示示例对应的横截面积的pl检测结果示意图；
29.图7是根据本发明一个实施例的类单晶晶体品质评估方法的流程图；
30.图8是根据本发明一个具体实施例的晶体块的头部检测结果示意图；
31.图9是根据本发明一个具体实施例的晶体块的尾部检测结果示意图；
32.图10是根据本发明一个实施例的类单晶晶体品质评估系统的结构框图。
具体实施方式
33.下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。
34.下面参考图1-图10描述根据本发明实施例的类单晶晶体品质评估方法及系统。
35.如前所述，目前在进行类单晶晶体，如硅锭的品质评估时，主要采用纵向pl检测的方法实现。举例而言，如图1所示，目前常规的纵向pl检测方法，是待硅锭开方后，将每一个小硅块的纵向四个截面进行pl检测。
36.发明人研究发现，类单晶硅锭的缺陷是沿着缝隙横向增值的，当开方位置正好与籽晶缝隙对齐时，所得到的侧面pl检测结果例如图2所示。而若是检测如图2所示的位置(即灰色面)得到的纵截面pl位错结果例如图3所示，其中，硅块a对应的pl缺陷为50.1％，硅块b对应的pl缺陷为49.5％。然而，对于电池片来说，横截面的检测结果才是最能影响电池效率的，所以横截面的数据对后端电池制备最具有指导意义。相应的，此块得到的头部位置横截面的pl位错结果例如图4所示，其中，硅块a对应的pl缺陷为11.8％，硅块b对应的pl缺陷为8.9％。
37.由图3和图4可以看出侧面pl检测对缺陷评估的不准确性。这个研究示例是开方位置正好开在了缝隙位置，而且缝隙位置作为位错源产生了位错，因此就会引起误导，造成检测结果不准确。
38.另外，对于大尺寸硅片，侧面pl检测同样会引起误导，举例如下：当类单晶硅锭尺寸远远大于籽晶尺寸时，开方时下刀位置就无法确保硅块的每一条边都能与刀口对应，因此会造成籽晶缝隙出现在硅片中心或者非边缘的情况，根据上面的描述，硅块侧面得到的检测结果正好是硅块中心位置的纵截面，正好避开了位错生长的缝隙，得到的位错结果会很少，例如图5所示，其中，对应的pl缺陷为5.08％。然而，相应的横向界面得到的检测结果如图6所示，其中，对应的pl缺陷为34.75％。
39.结合图5和图6所示，由头部位置横截面结果可以看出实际位错已经非常多了，但是纵截面却因为规避掉了缝隙而检测不出来，导致检测的位错很少，造成检测结果不准确，误差较大。由此，发明人研究发现，通过pl检测缺陷表征硅块品质，进而指导电池评估时，通过纵截面检测结果来表征，误差较大，检测结果不准确，导致电池评估不准确，而通过横截面检测结果来表征硅锭品质，准确性高，利于提高电池评估准确性。
40.基于上述研究发现，提出了本发明实施例的类单晶晶体品质评估方法及系统，采用晶体块头部位置和尾部位置的横截面的检测结果来评估类单晶晶体的品质，从而能够准确、高效地表征表征类单晶晶体的品质，并有效规避掉对籽晶尺寸的依赖。
41.图7是根据本发明一个实施例的类单晶晶体品质评估方法的流程图。如图7所示，该类单晶晶体品质评估方法，包括以下步骤：
42.步骤s1：获取类单晶晶体开方后得到的多个晶体块的头料和尾料，即得到多个晶
体块的头尾料。
43.在一些示例中，头料和尾料截取位置不得位于红区内，头料的厚度例如为25～32毫米，尾料的厚度例如为45～65毫米。
44.在一些示例中，类单晶晶体例如为硅锭。
45.在具体实施例中，获取类单晶晶体开方后得到的多个晶体块的头料和尾料的方法包括：对类单晶晶体，如硅锭进行开方，得到多个晶体块，如硅块，对每个硅块去除其头尾料，从而得到每个晶体块的头料和尾料。
46.步骤s2：对获取到的多个头料和多个尾料的横截面分别进行pl检测。即，对每个晶体块的头料和尾料的横截面分别进行pl检测。
47.步骤s3：将多个头料和多个尾料对应的pl检测结果按照预设方向进行原位置拼接，对应得到晶体块的头部检测结果和尾部检测结果。其中，将pl检测结果进行原位置拼接，能够更直观的展现位错的分布与比例，便于清楚的观察，进而进行准确有效的分析和评估。
48.在本发明的一个实施例中，预设方向为标识得到的正方向。
49.具体的，标识正方向的方法，包括：对多个头料和多个尾料按照对应晶体块的标号进行标识，以标识正方向。
50.换言之，即将每个晶体块的头尾料按照该晶体块的标号进行标识，以标识正方向。将每个晶体块的头料和尾料的pl检测结果根据标识的正方向进行拼接，得到相应的头尾料的检测结果，即头部检测结果和尾部检测结果，对应如图8和图9所示。
51.步骤s4：根据头部检测结果和尾部检测结果对类单晶晶体品质进行评估。
52.具体的，根据头部检测结果和尾部检测结果对类单晶晶体品质进行评估，包括：对头部检测结果和尾部检测结果求取平均值，根据平均值对类单晶晶体品质进行评估。换言之，即根据头部检测结果和尾部检测结果求取平均值，根据平均值进行整锭品质的表征。从而，采用晶体块，如硅块的头部位置和尾部位置的横截面检测结果表征硅锭的品质，提高检测准确性，利于提高电池片性能评估准确性。
53.根据本发明实施例的类单晶晶体品质评估方法，获取类单晶晶体开方后得到的多个晶体块的头料和尾料，对获取到的多个头料和多个尾料的横截面分别进行pl检测，将多个头料和多个尾料对应的pl检测结果按照预设方向进行原位置拼接，对应得到晶体块的头部检测结果和尾部检测结果；根据头部检测结果和尾部检测结果对类单晶晶体品质进行评估。即，采用晶体块头部位置和尾部位置的横截面的检测结果来评估类单晶晶体的品质，从而能够准确、高效地表征表征类单晶晶体的品质，并有效规避掉对籽晶尺寸的依赖。
54.本发明的进一步实施例还提出了一种类单晶晶体品质评估系统。
55.图10是根据本发明一个实施例的类单晶晶体品质评估系统的结构框图。如图10所示，该类单晶晶体品质评估系统100，包括：获取模块110、检测模块120、处理模块130和评估模块140。
56.其中，获取模块110用于获取类单晶晶体开方后得到的多个晶体块的头料和尾料，即得到多个晶体块的头尾料。
57.在一些示例中，头料和尾料截取位置不得位于红区内，头料的厚度例如为25～32毫米，尾料的厚度例如为45～65毫米。
58.在一些示例中，类单晶晶体例如为硅锭。
59.在具体实施例中，获取模块110获取类单晶晶体开方后得到的多个晶体块的头料和尾料的方法包括：对类单晶晶体，如硅锭进行开方，得到多个晶体块，如硅块，对每个硅块去除其头尾料，从而得到每个晶体块的头料和尾料。
60.检测模块120用于对获取到的多个头料和多个尾料的横截面分别进行pl检测。即，对每个晶体块的头料和尾料的横截面分别进行pl检测。
61.处理模块130用于将多个头料和多个尾料对应的pl检测结果按照预设方向进行原位置拼接，对应得到晶体块的头部检测结果和尾部检测结果。其中，将pl检测结果进行原位置拼接，能够更直观的展现位错的分布与比例，便于清楚的观察，进而进行准确有效的分析和评估。
62.在本发明的一个实施例中，预设方向为标识得到的正方向。
63.该类单晶晶体品质评估系统100例如还包括标识模块(图中未示出)。标识模块用于标识得到的正方向。
64.在本发明的一个实施例中，标识模块具体用于：对多个头料和多个尾料按照对应晶体块的标号进行标识，以标识正方向。
65.换言之，即将每个晶体块的头尾料按照该晶体块的标号进行标识，以标识正方向。将每个晶体块的头料和尾料的pl检测结果根据标识的正方向进行拼接，得到相应的头尾料的检测结果，即头部检测结果和尾部检测结果，对应如图8和图9所示。
66.评估模块140用于根据头部检测结果和尾部检测结果对类单晶晶体品质进行评估。
67.在本发明的一个实施例中，评估模块140具体用于：对头部检测结果和尾部检测结果求取平均值，根据平均值对类单晶晶体品质进行评估。换言之，即根据头部检测结果和尾部检测结果求取平均值，根据平均值进行整锭品质的表征。从而，采用晶体块，如硅块的头部位置和尾部位置的横截面检测结果表征硅锭的品质，提高检测准确性，利于提高电池片性能评估准确性。
68.需要说明的是，本发明实施例的类单晶晶体品质评估系统的具体实现方式与本发明上述实施例的类单晶晶体品质评估方法的具体实现方式类似，具体请参见方法部分的描述，为了减少冗余，此处不再赘述。
69.根据本发明实施例的类单晶晶体品质评估系统，获取类单晶晶体开方后得到的多个晶体块的头料和尾料，对获取到的多个头料和多个尾料的横截面分别进行pl检测，将多个头料和多个尾料对应的pl检测结果按照预设方向进行原位置拼接，对应得到晶体块的头部检测结果和尾部检测结果；根据头部检测结果和尾部检测结果对类单晶晶体品质进行评估。即，采用晶体块头部位置和尾部位置的横截面的检测结果来评估类单晶晶体的品质，从而能够准确、高效地表征表征类单晶晶体的品质，并有效规避掉对籽晶尺寸的依赖。
70.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
71.在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。
72.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
73.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。