色差仪在晶硅太阳电池氮化硅膜色差检测中的应用-发七人商城(faqiren.com)

色差仪在晶硅太阳电池氮化硅膜色差检测中的应用

摘自：发七人商城 | 2023-11-21 | 作者：Faqiren

文章摘要：氮化硅薄膜作为一种重要的薄膜材料，具有优良的光电性能、钝化性能和机械性能。它不仅是优良的太阳电池减反射膜，而且还有很好的表面和体钝化作用，能提高太阳电池的转换效率。但在实际的生产的过程中，各种因素会导致氮化硅薄膜出现色差，影响太阳电池的外观不良。为了管控晶硅太阳电池氮化硅膜的色差，就可以使用色差仪。本文介绍了色差仪在晶硅太阳电池氮化硅膜色差检测中的应用。

氮化硅薄膜作为一种重要的薄膜材料，具有优良的光电性能、钝化性能和机械性能。它不仅是优良的太阳电池减反射膜，而且还有很好的表面和体钝化作用，能提高太阳电池的转换效率。但在实际的生产的过程中，各种因素会导致氮化硅薄膜出现色差，影响太阳电池的外观不良。为了管控晶硅太阳电池氮化硅膜的色差，就可以使用色差仪。本文介绍了色差仪在晶硅太阳电池氮化硅膜色差检测中的应用。

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晶硅太阳电池氮化硅膜色差产生原因：

1.硅片表面均一性的影响

传统晶硅太阳电池的生产工艺过程分别为清洗制绒、扩散、刻蚀、气相沉积、丝网印刷和烧结等步骤，其中清洗制绒工艺将严重影响硅片表面的绒面的均一性，导致硅片表面微观结构发生变化。如果硅片表面微观结构差异较大，会造成比表面积明显差异，从而使氮化硅薄膜厚度产生显著差异，表现出不同颜色，进而出现色差。

2.导电导热性的影响

晶硅太阳电池的生产过程中，管式气相沉积法是用石墨舟作为载体，将硅片送入炉内的，硅片紧贴在石墨舟的舟叶内壁，每片硅片有三个卡点作为支撑点。卡点的作用除了支撑的作用以外，还有导电导热的作用。如果使用新旧卡点，特别是就卡点，其会带有大量氮化硅膜层，使卡点的导热导电性能发生较大改变，因而就会产生色差。

3.反应温度均匀性的影响

温度会影响气体反应速率，温度高反应剧烈，膜层生长较快，温度低反应缓慢，膜层生长较慢，所以同一硅片会产生色差，因此，保证炉管内温度均一性非常重要。

4.电场均匀性的影响

在石墨舟中相邻的两片舟叶之间通电后会产生电场，气体从舟叶之间流通时，含有不同电荷的离子在电场中运动，并沉积在硅片和石墨舟叶上。旧舟经过长期使用，反复清洗，旧舟的舟叶表面的平整度比新舟要差。电场是有平行的两叶舟叶通电后产生，那么当舟叶表面的平整度发生变化时，电场就会发生改变。因此，同一硅片的不同区域的氮化硅膜层生长速度不同，从而产生色差。

色差仪在晶硅太阳电池氮化硅膜色差检测中的应用：

传统晶硅太阳电池氮化硅膜色差检测方法主要是采用人工目测的方法，颜色是由光线作用于人眼后，被人们主观评定的一种视觉印象，当外界光线发生改变时，就会导致人们观察到的颜色产生偏差，并且由于对色人员的生理及心理状况的差异，即使在统一的观测条件下，不同的对色员感知到的颜色也会出现偏差。这种人工目测的方式就很难得到准确的晶硅太阳电池氮化硅膜色差结果，并且对色人员目视测量并不能给出具体的色差数值，因此常常会出现产品交付时因色差问题而遭到退货、重制的情况。为了提高晶硅太阳电池氮化硅膜色差检测效率以及准确度，越来越多的企业开始应用专业的色差分析仪，从而获得更客观的色差测试数据，结合观察者的目视测色，从而更好的管控晶硅太阳电池氮化硅膜颜色的品质。

色差仪是利用人眼睛对颜色判断的三变数原理，模拟人眼判断颜色的过程，使得色泽的判定更加客观，与人眼相比具有良好的稳定性和重复性。目前最常用表示色泽的方法是L*、a*、b*色空间法。其中L*值是指测量样品的亮度，a*、b*值是指测量样品的色度值。亮度L*值从0到100变化，L*值越高表示粉色越白越亮。a*值代表绿-红值，a*值越高表示颜色越红；b*值表示蓝-黄值，b*值越高表示颜色越黄。色差仪比依靠人类观察者进行颜色质量管控要有效得多，与人类观察者不同，色差仪可以轻松识别晶硅太阳电池氮化硅膜样品之间细微的颜色差别，通过测量受控光束的反射，将样品之间的颜色差异转换成可传递和复制的数值，从而有效的管控晶硅太阳电池氮化硅膜的颜色品质。具体步骤如下：

1.样品准备

在测试之前首先需要选择合适的样品，如果样品表面有明显的污渍、划痕等，就会影响测量结果的准确性。并且由于色差仪测量孔会多次接触样品，未经处理的样品表面污渍就会污染色差仪测量口径。

2.样品测量

样品的色度学测定按照仪器提示进行仪器的校正操作，分别将黑玻璃板和白玻璃板放在反射口进行标准校正。系统提示校正成功后，即可进行样品测量。将待测样品放在仪器反射口，按下测试键，即可显示测定结果，设定检测结果以L*、a*、b*值表示。

3.测量数值分析

通过色差仪测量的L*、a*、b*、△E数值就可以对晶硅太阳电池氮化硅膜色差进行评价，当△L*>0时，说明测试样比参考样浅，明度高，反之则低；当△a*>0时，说明测试样比参考样偏红，反之则偏绿；当△b*>0时，说明测试样比参考样偏黄，反之则偏蓝。△E越大则表示所测样品与参照样的颜色差异越大。

通过色差仪对晶硅太阳电池氮化硅膜色差进行测定，可作为晶硅太阳电池氮化硅膜色差评价的依据。CIEL*a*b*色空间法的L*、a*、b*值及总体色差△E可以准确反映晶硅太阳电池氮化硅膜色差程度，避免了目视法评价晶硅太阳电池氮化硅膜色色差的模糊性和主观性。

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