Controle de pureza na matéria-prima Si FV(SIMS)

A fabricação de dispositivos de células solares à base de silício utiliza como matéria-prima Si fotovoltaico de qualidade metalúrgica melhorada, com pureza de pelo menos 6N. O controle de qualidade do processo de purificação do Si é obrigatório para garantir uma fabricação com alta produção.

Excelentes limites de detecção
A IMS 7f-Auto CAMECA fornece medições quantitativas da concentração de impurezas do elemento-traço na matéria-prima Si FV com limites de detecção da faixa de ppm até a de ppb, dependendo da espécie a ser analisada.

Os limites de detecção da SIMS em silício para 15 ng de material analisado são mostrados na tabela a seguir. O desempenho da IMS 7f-Auto CAMECA é particularmente interessante para a análise de elementos leves (H, C, O, N), principais dopantes de Si (B, P, As), bem como metais (Al, Cr, Fe, Ni, Cu…). Ao contrário da TOF-SIMS, os limites de detecção da IMS 7f-Auto são aprimorados ao aumentar a velocidade de perfilometria.

Espécies	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

Os menores limites de detecção são obtidos para elementos leves, graças às condições aperfeiçoadas de vácuo ultra-alto obtidas pela combinação de sublimação de titânio com bombeamento turbomolecular na câmara de análise. O gráfico do topo da página demonstra limites de detecção excelentes para oxigênio em silício.

Alto rendimento de amostras
O Si FV pode ser analisado em sua forma física original, com preparação rápida e fácil da amostra na IMS 7f-Auto. O rendimento típico é de 4 a 6 análises por hora. A ferramenta pode ser equipada com uma câmara de armazenagem automatizada com até 6 suportes de amostra, garantindo, assim, uma taxa ainda maior de transferência.

Para mais detalhes, você pode solicitar a publicação: SIMS analytical technique for PV applications . P. Peres et al. Surface and Interface Analysis, n/a. doi: 10.1002/sia.3525. Este trabalho apresenta desempenhos analíticos fornecidos por ferramentas SIMS para o desenvolvimento e a produção de novas células solares com resultados para duas aplicações principais: análise de elementos-traço na matéria-prima Si FV, distribuição em profundidade de componentes principais e elementos-traço em filmes finos de CIGS.