Control de pureza en carga de alimentación PV Si (SIMS)

Purity control in PV Si feedstock
La fabricación de dispositivos de celdas solares a base de silicio se basa en la carga de alimentación fotovoltaica (PV) Si de silicio de grado metalúrgico mejorado con al menos 6N de pureza. El control de la calidad del proceso de purificación de Si es obligatorio para garantizar una fabricación de alto rendimiento.

Excelentes límites de detección
El IMS 7f-Auto de CAMECA proporciona la medición cuantitativa de la concentración de impurezas de elementos traza en la carga de alimentación de PV Si con límites de detección desde ppm hasta ppb, dependiendo de las especies que se van a analizar.

Los límites de detección de SIMS en silicona para 15 ng de material analizado se muestran en la siguiente tabla. El rendimiento del IMS 7f-Auto de CAMECA es particularmente atractivo para el análisis de elementos ligeros (H, C, O, N), adulterantes de Si principales (B, P, As), así como también metales (Al, Cr, Fe, Ni, Cu, …). Opuesto a TOF-SIMS, los límites de detección del IMS 7f-Auto son mejorados al aumentar la velocidad de perfilado.

Especies
at/cm3
ppb
H 7E+16 1400
B 1E+13 0,2
C 2E+16 400
O 2E+16 400
Na 3E+13 0,6
Al 1E+13 0,2
P 5E+13 1
K 2E+12 0,04
Ca 7E+11 0,01
Cr 5E+12 0,1
Mn
5E+12 0,1
Fe 2E+14 4
Co 2E+13 0,4
Ni
6E+14
12
Cu 2E+14
4
As
2E+13 0,2
Mo
1E+14 2
W
5E+13 1

Los límites de detección más bajos se logran para elementos ligeros, gracias a las condiciones de vacío ultra altas obtenidas mediante la combinación de sublimación de titanio con el bombeo turbomolecular en la cámara de análisis. El gráfico mostrado al inicio de la página demuestra excelentes límites de detección para oxígeno en silicio.

Alto rendimiento de muestra
PV Si se puede analizar en su forma física original con preparación de muestra rápida y fácil en el IMS 7f-Auto. El rendimiento común es de 4 a 6 análisis por hora. La herramienta se puede equipar con una cámara de almacenamiento automatizado hasta con 6 contenedores de muestra, de este modo se garantiza incluso un mayor rendimiento.

Para obtener más información, puede solicitar la publicación: Técnica analítica de SIMS para aplicaciones PV. P. Peres et al. Surface and Interface Analysis, n/a. doi: 10.1002/sia.3525. Este papel presenta rendimientos analíticos proporcionados por las herramientas SIMS para el desarrollo y la fabricación de nuevas celdas solares con resultados para dos aplicaciones principales: análisis de elementos traza en carga de alimentación de PV Si, distribución de profundidad de los principales componentes y elementos de traza en películas delgadas de CIGS.