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

Purity control in PV Si feedstock
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.