一種基于數(shù)據(jù)分析的晶體硅電池生產(chǎn)過程監(jiān)控方法
【專利摘要】一種基于數(shù)據(jù)分析的晶體硅電池生產(chǎn)過程監(jiān)控方法，包括以下步驟：對(duì)連續(xù)生產(chǎn)得到的電池成品進(jìn)行測試，測試得到的各性能參數(shù)分成復(fù)數(shù)個(gè)子組；第一步：計(jì)算每個(gè)子組各性能參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差和/或觀察各性能參數(shù)的頻率分布圖，標(biāo)記出異常參數(shù)；并通過過程控制的SPC數(shù)據(jù)確定造成異常參數(shù)的生產(chǎn)過程并消除生產(chǎn)過程影響因素；第二步：計(jì)算各性能參數(shù)的變化比率，判定出影響電池成品異常參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差的主要因素；第三步：控制與所述主要因素相關(guān)的生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)過程影響因素，提高電池成品性能的一致性；第四步：重復(fù)第二步及第三步，直至各性能參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差為零。
【專利說明】
一種基于數(shù)據(jù)分析的晶體硅電池生產(chǎn)過程監(jiān)控方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及晶體硅電池生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于數(shù)據(jù)分析的晶體硅電池生產(chǎn)過程監(jiān)控方法。
【背景技術(shù)】
[0002]常規(guī)的化石燃料日益消耗殆盡，在所有的可持續(xù)能源中，太陽能無疑是一種最清潔、最普遍和最有潛力的替代能源。目前，在所有的太陽電池中，晶體硅太陽電池是得到大范圍商業(yè)推廣的太陽能電池之一，這是由于硅材料在地殼中有著極為豐富的儲(chǔ)量，同時(shí)晶體硅太陽電池相比其他類型的太陽能電池有著優(yōu)異的電學(xué)性能和機(jī)械性能，因此，晶體硅太陽電池在光伏領(lǐng)域占據(jù)著重要的地位。
[0003]晶體硅太陽能電池生產(chǎn)過程中，如果各項(xiàng)工藝或者設(shè)備狀態(tài)穩(wěn)定，生產(chǎn)獲得的數(shù)據(jù)會(huì)呈現(xiàn)穩(wěn)定的正態(tài)分布，可以利用穩(wěn)定生產(chǎn)的正態(tài)分布數(shù)據(jù)特性，判定生產(chǎn)過程是否處于穩(wěn)定狀態(tài)，偏離正態(tài)分布則表明生產(chǎn)過程處于不穩(wěn)定狀態(tài)，需要人為干預(yù)讓其回歸穩(wěn)定狀態(tài)，保持生產(chǎn)的可控性以及最終電池成品的較高一致性。
[0004]通常生產(chǎn)過程會(huì)非常復(fù)雜，一般很難將所有可能對(duì)最終成品性能產(chǎn)生影響的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)全部列舉出來，另外過程數(shù)據(jù)采集可能會(huì)有較高的成本，比如晶體硅生產(chǎn)過程中的磷摻雜形成η+層，一般通過測試方阻大小確定總體摻雜濃度，但是相同的方阻之間可能有稍微不同的表面濃度Ns，表面摻雜濃度Ns會(huì)對(duì)最終電池光照特性下的1-V性能有影響，測試磷摻雜的表面濃度Ns需要昂貴的二次離子質(zhì)譜(SMS)設(shè)備。為了降低過程監(jiān)控成本，我們通常只測試生產(chǎn)過程部分容易獲得的數(shù)據(jù)。
[0005]現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝或者設(shè)備的控制方法有統(tǒng)計(jì)過程監(jiān)控Statistical ProcessControl (SPC)，但是各個(gè)過程監(jiān)控相對(duì)獨(dú)立，一般只對(duì)單獨(dú)的過程監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行分析，判斷過程是否異常，這樣無法穩(wěn)定監(jiān)控生產(chǎn)過程。
[0006]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種將過程控制數(shù)據(jù)與電池成品數(shù)據(jù)建立相互關(guān)聯(lián)的基于數(shù)據(jù)分析的晶體硅電池生產(chǎn)過程監(jiān)控方法。
[0008]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種基于數(shù)據(jù)分析的晶體硅電池生產(chǎn)過程監(jiān)控方法，對(duì)連續(xù)生產(chǎn)的電池成品進(jìn)行測試，測試得到的性能參數(shù)分成復(fù)數(shù)個(gè)子組，包括以下步驟:
第一步:計(jì)算每個(gè)子組各性能參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差或/和觀察各性能參數(shù)的頻率分布圖判斷生產(chǎn)過程是否異常，并通過過程控制的SPC數(shù)據(jù)確定造成異常參數(shù)的生產(chǎn)過程并消除生產(chǎn)過程影響因素；
判斷依據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)偏差時(shí)，將第M個(gè)子組的各性能參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差與前N個(gè)子組各性能參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差的平均值進(jìn)行比較，若某一個(gè)性能參數(shù)或者多個(gè)性能參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差大于前N個(gè)子組對(duì)應(yīng)性能參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差的平均值，則將該性能參數(shù)標(biāo)記為異常參數(shù)，其中:
當(dāng)1〈M時(shí)，I彡N〈M;
當(dāng)M=I時(shí)，對(duì)應(yīng)于各性能參數(shù)設(shè)置一初始標(biāo)準(zhǔn)偏差值，將第M個(gè)子組的各性能參數(shù)與對(duì)應(yīng)的初始標(biāo)準(zhǔn)偏差值進(jìn)行比較；
判斷依據(jù)為頻率分布圖時(shí)，若某一性能參數(shù)的頻率分布偏離正態(tài)分布，則將該性能參數(shù)標(biāo)記為異常參數(shù)；
判斷依據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)偏差和頻率分布時(shí)，當(dāng)?shù)贛個(gè)子組的某一個(gè)性能參數(shù)或多個(gè)性能參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差大于前N個(gè)子組對(duì)應(yīng)性能參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差的平均值或/和頻率分布偏離正態(tài)分布，則將該性能參數(shù)標(biāo)記為異常參數(shù)；
第二步:確定影響電池成品異常參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差的主要因素；
定義變化比率=標(biāo)準(zhǔn)偏差/算數(shù)平均值；
如果第一步中通過SPC數(shù)據(jù)不能完全消除生產(chǎn)過程影響因素，所述變化比率是指剔除異常參數(shù)的頻率分布中兩端分布的異常數(shù)據(jù)，計(jì)算剔除異常數(shù)據(jù)后子組內(nèi)各性能參數(shù)的變化比率；
如果第一步中通過SPC數(shù)據(jù)已經(jīng)完全消除生產(chǎn)過程影響因素，則不需要剔除異常參數(shù)，計(jì)算子組內(nèi)各性能參數(shù)的變化比率；
2-1、比較沒有異常數(shù)據(jù)的子組內(nèi)各影響異常參數(shù)的性能參數(shù)的變化比率，變化比率最大的性能參數(shù)判定為影響電池成品異常參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差的主要因素；
2-2、如果所述主要因素能夠分解為下一級(jí)多個(gè)子性能參數(shù)，進(jìn)一步比較各子性能參數(shù)的變化比率，將變化比率最大的子性能參數(shù)作為新的主要因素；
2-3、重復(fù)步驟2-2，直至所述主要因素不能分解為下一級(jí)多個(gè)子性能參數(shù)為止；
第三步:控制與所述主要因素相關(guān)的生產(chǎn)過程中影響因素，提高電池成品性能的一致性；
第四步:重復(fù)第二步及第三步，直至各性能參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差為零。
[0009]上述方案中，所述電池成品的性能參數(shù)通過1-V測試、Suns-Voc測試、PL測試及EL測試中的任意一種測試方法獲得。
[0010]上述方案中，所述電池成品的性能參數(shù)通過1-V測試方法獲得，性能參數(shù)包括電池光電轉(zhuǎn)化效率、電池開路電壓、電池短路電流、填充因子、串聯(lián)電阻、并聯(lián)電阻、反向漏電流，其中:電池光電轉(zhuǎn)化效率定義為一級(jí)性能參數(shù)，電池開路電壓、電池短路電流和填充因子定義為次級(jí)子性能參數(shù)，串聯(lián)電阻、并聯(lián)電阻、反向漏電流定義為第三級(jí)子性能參數(shù)。
[0011]優(yōu)選地，與所述電池開路電壓相關(guān)的生產(chǎn)過程影響因素包括擴(kuò)散層方塊電阻大小，均勻性，以及雜質(zhì)的摻雜分布;PECVD氮化硅質(zhì)量，S卩SiNx/Si界面以及氫鈍化效果;鋁背場質(zhì)量;硅材料質(zhì)量，即少子壽命高低;正電極金屬化面積，燒穿漏電，并聯(lián)電阻，反向漏電流。
[0012]優(yōu)選地，與所述電池短路電流相關(guān)的生產(chǎn)過程影響因素包括硅材料質(zhì)量，即少子壽命；制絨質(zhì)量;擴(kuò)散層方塊電阻大小，均勻性;PECVD氮化硅厚度，均勻性；正電極；鋁背場。
[0013]優(yōu)選地，與所述填充因子有關(guān)的生產(chǎn)過程影響因素包括:正電極金屬化;擴(kuò)散層方塊電阻大小，均勻性;背電極以及背鋁質(zhì)量。
[0014]上述方案中，當(dāng)10〈M時(shí)，9〈N〈M。
[0015]優(yōu)選地，當(dāng)10〈M 時(shí)，N=10。
[0016]上述方案中，剔除異常參數(shù)的頻率分布中分布在0~5%及95%以外的異常數(shù)據(jù)。
[0017]上述方案中，每個(gè)子組中各性能參數(shù)包含800?10000個(gè)電池成品的性能參數(shù)值。
[0018]上述方案中，所述“過程控制的SPC數(shù)據(jù)”通過現(xiàn)有技術(shù)統(tǒng)計(jì)過程控制獲得，統(tǒng)計(jì)過程控制是一種借助數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法的過程控制工具。它對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，根據(jù)反饋信息及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)性因素出現(xiàn)的征兆，并采取措施消除其影響，使過程維持在僅受隨機(jī)性因素影響的受控狀態(tài)，以達(dá)到控制質(zhì)量的目的。
[0019]上述技術(shù)方案中，所述“通過SPC數(shù)據(jù)不能完全消除生產(chǎn)過影響因素”的意思是，生產(chǎn)過程影響因素沒有全部在SPC的監(jiān)控中，通過對(duì)SPC數(shù)據(jù)的監(jiān)控及調(diào)整不能完全消除生產(chǎn)過程影響因素;所述“通過SPC數(shù)據(jù)已經(jīng)完全消除生產(chǎn)過程影響因素”的意思是，生產(chǎn)過程影響因素全部在SPC的監(jiān)控中，通過對(duì)SPC數(shù)據(jù)的監(jiān)控及調(diào)整可以完全消除生產(chǎn)過程影響因素。
[0020]由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn):
1.本發(fā)明通過在線即時(shí)地對(duì)可以連續(xù)測試的電池成品的性能參數(shù)進(jìn)行分析，判斷影響電池成品性能穩(wěn)定或成品性能較高一致性的可能生產(chǎn)過程，再結(jié)合生產(chǎn)過程中影響電池成品異常參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差的主要因素，尋找到生產(chǎn)過程中影響因素，從而消除不穩(wěn)定生產(chǎn)過程或者進(jìn)一步改進(jìn)現(xiàn)有的過程，可以監(jiān)控到現(xiàn)有的SPC監(jiān)控方法沒有監(jiān)控到的生產(chǎn)過程影響因素；
2.本發(fā)明對(duì)電池成品的性能參數(shù)與生產(chǎn)過程建立相互關(guān)聯(lián)的分析，從而更有效地控制以及改進(jìn)電池生產(chǎn)過程；
3.本發(fā)明中由于每片電池成品都會(huì)進(jìn)行測試，采集到的性能參數(shù)的數(shù)據(jù)非常全面，而SPC的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)可能只是抽測，所以分析得到的結(jié)果也比SPC監(jiān)控方法更加準(zhǔn)確；同時(shí)也能對(duì)SPC系統(tǒng)沒有監(jiān)控到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，消除過程影響因素更加全面；
4.本發(fā)明給出的結(jié)論是生產(chǎn)過程中的可能影響電池成品性能的生產(chǎn)過程影響因素，而不是SPC給出的其監(jiān)控的生產(chǎn)過程是否異常的簡單結(jié)論，本發(fā)明更有助于控制及改進(jìn)電池生產(chǎn)過程。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
實(shí)施例一:
一種基于數(shù)據(jù)分析的晶體硅電池生產(chǎn)過程監(jiān)控方法，對(duì)連續(xù)生產(chǎn)的電池成品進(jìn)行測試，測試得到的性能參數(shù)分成復(fù)數(shù)個(gè)子組，每個(gè)子組中各性能參數(shù)包含1500個(gè)電池成品的性能參數(shù)值，實(shí)際應(yīng)用中，每個(gè)子組內(nèi)電池成品性能參數(shù)值的數(shù)量可以為800-10000中的任意數(shù)值，如1000、2000、5000等;包括以下步驟:
第一步:計(jì)算每個(gè)子組各性能參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差判斷生產(chǎn)過程是否異常，并通過過程控制的SPC數(shù)據(jù)確定造成異常參數(shù)的生產(chǎn)過程并消除生產(chǎn)過程影響因素；
判斷依據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)偏差時(shí)，將第M個(gè)子組的各性能參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差與前N個(gè)子組各性能參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差的平均值進(jìn)行比較，若某一個(gè)性能參數(shù)或者多個(gè)性能參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差大于前N個(gè)子組對(duì)應(yīng)性能參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差的平均值，則將該性能參數(shù)標(biāo)記為異常參數(shù)，其中:
當(dāng)1〈M時(shí)，I <N〈M;當(dāng)M=I時(shí)，對(duì)應(yīng)于各性能參數(shù)設(shè)置一初始標(biāo)準(zhǔn)偏差值，將第M個(gè)子組的各性能參數(shù)與對(duì)應(yīng)的初始標(biāo)準(zhǔn)偏差值進(jìn)行比較；
如:第2個(gè)子組的各性能參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差與第I個(gè)子組各性能參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差比較，第5個(gè)子組的各性能參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差與前2個(gè)、3個(gè)或4個(gè)子組個(gè)性能參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差的平均值進(jìn)行比較，第11個(gè)子組的各性能參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差與前10個(gè)子組(即第I?10個(gè)子組)各性能參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差的平均值進(jìn)行比較，第15個(gè)子組的各性能參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差與前10個(gè)子組(SP第5?14個(gè)子組)各性能參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差的平均值進(jìn)行比較，以此類推，N值可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定為8、9、11、12、20等其他數(shù)值；
在實(shí)際應(yīng)用中，也可以依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)偏差和頻率分布圖或者僅依據(jù)頻率分布圖來標(biāo)記異常參數(shù)；
判斷依據(jù)為頻率分布圖時(shí)，若某一性能參數(shù)的頻率分布偏離正態(tài)分布，則將該性能參數(shù)標(biāo)記為異常參數(shù)；
判斷依據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)偏差和頻率分布時(shí)，當(dāng)?shù)贛個(gè)子組的某一個(gè)性能參數(shù)或多個(gè)性能參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差大于前N個(gè)子組對(duì)應(yīng)性能參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差的平均值或/和頻率分布偏離正態(tài)分布，則將該性能參數(shù)標(biāo)記為異常參數(shù);當(dāng)判斷依據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)偏差或頻率分布圖都無法標(biāo)記出異常參數(shù)時(shí)，需要結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)偏差和頻率分布圖來標(biāo)記異常參數(shù)。
[0022]第二步:確定影響電池成品異常參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差的主要因素；
定義變化比率=標(biāo)準(zhǔn)偏差/算數(shù)平均值；
如果第一步中通過SPC數(shù)據(jù)不能完全消除生產(chǎn)過程影響因素，所述變化比率是指剔除異常參數(shù)的頻率分布中兩端分布的異常數(shù)據(jù)，計(jì)算剔除異常數(shù)據(jù)后子組內(nèi)各性能參數(shù)的變化比率；
如果第一步中通過SPC數(shù)據(jù)已經(jīng)完全消除生產(chǎn)過程影響因素，則不需要剔除異常參數(shù)，計(jì)算子組內(nèi)各性能參數(shù)的變化比率；
2-1、比較沒有異常數(shù)據(jù)的子組內(nèi)各影響異常參數(shù)的性能參數(shù)的變化比率，變化比率最大的性能參數(shù)判定為影響電池成品異常參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差的主要因素；
2-2、如果所述主要因素能夠分解為下一級(jí)多個(gè)子性能參數(shù)，進(jìn)一步比較各子性能參數(shù)的變化比率，將變化比率最大的子性能參數(shù)作為新的主要因素；
2-3、重復(fù)步驟2-2，直至所述主要因素不能分解為下一級(jí)多個(gè)子性能參數(shù)為止；
第三步:控制與所述主要因素相關(guān)的生產(chǎn)過程中影響因素，提高電池成品性能的一致性；
第四步:重復(fù)第二步及第三步，直至各性能參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差為零。
[0023]上述第二步和第三步中:所述電池成品的性能參數(shù)通過1-V測試方法獲得，性能參數(shù)包括電池光電轉(zhuǎn)化效率、電池開路電壓、電池短路電流、填充因子、串聯(lián)電阻、并聯(lián)電阻、反向漏電流，其中:電池光電轉(zhuǎn)化效率定義為一級(jí)性能參數(shù)，電池開路電壓、電池短路電流和填充因子定義為次級(jí)子性能參數(shù)，串聯(lián)電阻、并聯(lián)電阻、反向漏電流定義為第三級(jí)子性能參數(shù)。
[0024]以電池成品的性能參數(shù)電池光電轉(zhuǎn)化效率為例:
EFF=PmpZPin=Ump氺Imp/Pin=Uoc氺Isc氺FF/Pin；?ζ(I) 其中FF=(Ump*Imp)/(Uoc*Isc);式(2)
在式(I)和式(2)中:EFF為電池光電轉(zhuǎn)化效率，Pmp為電池峰值功率，Pin為入射光功率，Ump為電池峰值功率處電壓，Imp為電池峰值功率處電流，Uoc為電池開路電壓，Isc為電池短路電流，F(xiàn)F為填充因子。
[0025]若計(jì)算出電池光電轉(zhuǎn)化效率的標(biāo)準(zhǔn)偏差過大，或者電池光電轉(zhuǎn)化效率偏離正態(tài)分布，則判定電池光電轉(zhuǎn)化效率為異常參數(shù)，通過過程控制的SPC數(shù)據(jù)確定造成異常參數(shù)的生產(chǎn)過程；
由式(I)可知，電池光電轉(zhuǎn)化效率與電池峰值功率及入射光功率有關(guān)，計(jì)算異常參數(shù)所在的子組內(nèi)電池峰值功率及入射光功率的變化比率，比較電池峰值功率及入射光功率的變化比率；
若電池峰值功率的變化比率大于入射光功率的變化比率，則判定電池峰值功率為影響電池光電轉(zhuǎn)化效率標(biāo)準(zhǔn)偏差的主要因素；
由式(I)可知，電池峰值功率與電池開路電壓、電池短路電流及填充因子有關(guān)，計(jì)算電池開路電壓、電池短路電流及填充因子的變化比率，比較電池開路電壓、電池短路電流及填充因子的變化比率，若填充因子的變化比率最大，則將填充因子作為新主要因素；
而1-V測試獲得各性能參數(shù)，次級(jí)參數(shù)FF受到第三級(jí)參數(shù)Rs (串聯(lián)電阻)，Rsh(并聯(lián)電阻)，Irev(反向漏電流)的影響，計(jì)算并比較第三級(jí)參數(shù)Rs, Rsh, Irev的變化比率大小，若Rs的變化比率最大，則將Rs作為新的主要因素。
[0026]排查生產(chǎn)過程中影響Rs的主要因素，與上述Rs相關(guān)的生產(chǎn)過程影響因素包括:硅片電阻率大小，擴(kuò)散層方塊電阻大小，方塊電阻均勻性，擴(kuò)散層表面濃度大小，燒結(jié)爐溫度曲線是否異常。
[0027]結(jié)合生產(chǎn)過程監(jiān)控的SPC數(shù)據(jù)，逐個(gè)排查，SPC監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)波動(dòng)最大的可以作為影響Rs的主要因素，如發(fā)現(xiàn)硅片電阻率波動(dòng)最大，可能為最重要的生產(chǎn)過程影響因素，然后縮小硅片電阻率上下控制線，再觀察驗(yàn)證確認(rèn)Rs的變化比率變小。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于數(shù)據(jù)分析的晶體硅電池生產(chǎn)過程監(jiān)控方法，對(duì)連續(xù)生產(chǎn)的電池成品進(jìn)行測試，測試得到的性能參數(shù)分成復(fù)數(shù)個(gè)子組，其特征在于:包括以下步驟: 第一步:計(jì)算每個(gè)子組各性能參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差或/和觀察各性能參數(shù)的頻率分布圖判斷生產(chǎn)過程是否異常，并通過過程控制的SPC數(shù)據(jù)確定造成異常參數(shù)的生產(chǎn)過程并消除生產(chǎn)過程影響因素； 判斷依據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)偏差時(shí)，將第M個(gè)子組的各性能參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差與前N個(gè)子組各性能參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差的平均值進(jìn)行比較，若某一個(gè)性能參數(shù)或者多個(gè)性能參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差大于前N個(gè)子組對(duì)應(yīng)性能參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差的平均值，則將該性能參數(shù)標(biāo)記為異常參數(shù)，其中: 當(dāng)1〈M時(shí)，I彡N〈M; 當(dāng)M=I時(shí)，對(duì)應(yīng)于各性能參數(shù)設(shè)置一初始標(biāo)準(zhǔn)偏差值，將第M個(gè)子組的各性能參數(shù)與對(duì)應(yīng)的初始標(biāo)準(zhǔn)偏差值進(jìn)行比較； 判斷依據(jù)為頻率分布圖時(shí)，若某一性能參數(shù)的頻率分布偏離正態(tài)分布，則將該性能參數(shù)標(biāo)記為異常參數(shù)； 判斷依據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)偏差和頻率分布時(shí)，當(dāng)?shù)贛個(gè)子組的某一個(gè)性能參數(shù)或多個(gè)性能參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差大于前N個(gè)子組對(duì)應(yīng)性能參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差的平均值或/和頻率分布偏離正態(tài)分布，則將該性能參數(shù)標(biāo)記為異常參數(shù)； 第二步:確定影響電池成品異常參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差的主要因素； 定義變化比率=標(biāo)準(zhǔn)偏差/算數(shù)平均值； 如果第一步中通過SPC數(shù)據(jù)不能完全消除生產(chǎn)過程影響因素，所述變化比率是指剔除異常參數(shù)的頻率分布中兩端分布的異常數(shù)據(jù)，計(jì)算剔除異常數(shù)據(jù)后子組內(nèi)各性能參數(shù)的變化比率； 如果第一步中通過SPC數(shù)據(jù)已經(jīng)完全消除生產(chǎn)過程影響因素，則不需要剔除異常參數(shù)，計(jì)算子組內(nèi)各性能參數(shù)的變化比率； 2-1、比較沒有異常數(shù)據(jù)的子組內(nèi)各影響異常參數(shù)的性能參數(shù)的變化比率，變化比率最大的性能參數(shù)判定為影響電池成品異常參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差的主要因素； 2-2、如果所述主要因素能夠分解為下一級(jí)多個(gè)子性能參數(shù)，進(jìn)一步比較各子性能參數(shù)的變化比率，將變化比率最大的子性能參數(shù)作為新的主要因素； 2-3、重復(fù)步驟2-2，直至所述主要因素不能分解為下一級(jí)多個(gè)子性能參數(shù)為止； 第三步:控制與所述主要因素相關(guān)的生產(chǎn)過程中的影響因素，提高電池成品性能的一致性； 第四步:重復(fù)第二步及第三步，直至各性能參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差為零。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)據(jù)分析的晶體硅電池生產(chǎn)過程監(jiān)控方法，其特征在于:所述生產(chǎn)過程中連續(xù)測試的電池成品的性能參數(shù)通過1-V測試、Suns-Voc測試、PL測試及EL測試中的任意一種測試方法獲得。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于數(shù)據(jù)分析的晶體硅電池生產(chǎn)過程監(jiān)控方法，其特征在于:所述電池成品的性能參數(shù)通過1-V測試方法獲得，性能參數(shù)包括電池光電轉(zhuǎn)化效率、電池開路電壓、電池短路電流、填充因子、串聯(lián)電阻、并聯(lián)電阻、反向漏電流，其中:電池光電轉(zhuǎn)化效率定義為一級(jí)性能參數(shù)，電池開路電壓、電池短路電流和填充因子定義為次級(jí)子性能參數(shù)，串聯(lián)電阻、并聯(lián)電阻、反向漏電流定義為第三級(jí)子性能參數(shù)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于數(shù)據(jù)分析的晶體硅電池生產(chǎn)過程監(jiān)控方法，其特征在于:與所述電池開路電壓相關(guān)的生產(chǎn)過程影響因素包括擴(kuò)散層方塊電阻大小，擴(kuò)散均勻性，以及雜質(zhì)的摻雜分布;PECVD氮化硅質(zhì)量，S卩SiNx/Si界面鈍化以及氫鈍化效果;鋁燒結(jié)形成的P+背場質(zhì)量;硅材料質(zhì)量，即少子壽命高低;正電極金屬化圖形以及燒結(jié)條件，即發(fā)射極金屬接觸復(fù)合大小，燒穿漏電，并聯(lián)電阻，反向漏電流。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于數(shù)據(jù)分析的晶體硅電池生產(chǎn)過程監(jiān)控方法，其特征在于:與所述電池短路電流相關(guān)的生產(chǎn)過程影響因素包括硅材料質(zhì)量，即少子壽命;制絨質(zhì)量，即絨面發(fā)射大小;擴(kuò)散層方塊電阻大小，均勻性;PECVD氮化硅厚度，均勻性;正電極;鋁背場。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于數(shù)據(jù)分析的晶體硅電池生產(chǎn)過程監(jiān)控方法，其特征在于:與所述填充因子有關(guān)的生產(chǎn)過程影響因素包括正電極金屬化;擴(kuò)散層方塊電阻大小，均勻性;背電極以及背鋁質(zhì)量。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)據(jù)分析的晶體硅電池生產(chǎn)過程監(jiān)控方法，其特征在于:當(dāng) 10〈M時(shí)，9〈N〈M。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于數(shù)據(jù)分析的晶體硅電池生產(chǎn)過程監(jiān)控方法，其特征在于:當(dāng)10〈]?時(shí)，#10。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)據(jù)分析的晶體硅電池生產(chǎn)過程監(jiān)控方法，其特征在于:剔除異常參數(shù)的頻率分布的累積分布在0~5%和95%?100%以外的異常數(shù)據(jù)。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)據(jù)分析的晶體硅電池生產(chǎn)過程監(jiān)控方法，其特征在于:每個(gè)子組包含800?10000片電池成品的性能參數(shù)值。
【文檔編號(hào)】H01L21/66GK105914257SQ201610265033
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年4月26日
【發(fā)明人】張高潔, 吳堅(jiān), 王栩生, 邢國強(qiáng)
【申請(qǐng)人】蘇州阿特斯陽光電力科技有限公司