ปรากฏการณ์ของโทนสีน้ำตาลบนพื้นผิวของ monocrystalline silicon wafers เป็นคุณลักษณะกระบวนการที่อธิบายได้ในอุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์ แต่จำเป็นต้องได้รับการตัดสินร่วมกับการเชื่อมโยงการผลิตที่เฉพาะเจาะจง ในฐานะที่เป็นวัสดุหลักของเซลล์เซลล์แสงอาทิตย์เวเฟอร์ซิลิกอนแบบ monocrystalline ได้รับมากกว่าสิบกระบวนการในระหว่างการประมวลผลและสัณฐานวิทยาของพื้นผิวเปลี่ยนแปลงในขั้นตอนต่าง ๆ ส่งผลโดยตรงต่อลักษณะการมองเห็นของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย
ในกระบวนการเจริญเติบโตของคริสตัลแท่งซิลิกอนแบบ monocrystalline ที่ปลูกโดยวิธี Czochralski มักจะมีความมันวาวสีเทาสีเทา เมื่อเข้าสู่กระบวนการหั่นย่อยชั้นความเสียหายระดับไมครอนจะเกิดขึ้นบนพื้นผิวของแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนที่ถูกตัดด้วยลวดเพชรและพื้นผิวจะมีพื้นผิวด้านที่สม่ำเสมอ หากเวเฟอร์ซิลิคอนในสถานะพื้นฐานนี้มีโทนสีน้ำตาลท้องถิ่นมักจะหมายความว่ามีการปนเปื้อนที่ผิดปกติซึ่งอาจเกิดจากของเหลวตัดที่เหลือหรือการควบคุมการประชุมเชิงปฏิบัติการที่ไม่เหมาะสม
ปรากฏการณ์การระบายสีพื้นผิวในการเชื่อมโยงกระบวนการสำคัญสมควรได้รับความสนใจเป็นพิเศษ ในกระบวนการแพร่กระจายของฟอสฟอรัสชั้นแก้วซิลิกอนฟอสฟอรัส (PSG) ที่เกิดขึ้นภายใต้อุณหภูมิสูงควรปรากฏเป็นสีเทาอ่อน หากพบสารตกค้างสีน้ำตาลมันมักจะบ่งชี้ว่ากระบวนการดองของแก้วซิลิกอน DePhosphorus นั้นไม่เพียงพอ ตามรายงานการวิเคราะห์ปัญหาคุณภาพของ บริษัท ในปี 2563 เมื่อความเข้มข้นของกรดต่ำกว่าค่ามาตรฐาน 5% อัตราการตกค้างของ PSG จะเพิ่มขึ้นเป็น 13% และจุดด่างดำที่เห็นได้ชัดสามารถเห็นได้ในการทดสอบ EL ของส่วนประกอบที่เกี่ยวข้อง
กลไกการพัฒนาสีรบกวนของกระบวนการเคลือบต้องการคำอธิบายพิเศษ ความหนาของแสงของฟิล์มต่อต้านการสะท้อนซิลิกอนไนไตรด์ที่เกิดจากการสะสมไอสารเคมีที่เพิ่มขึ้นในพลาสมา (PECVD) ได้รับการควบคุมอย่างแม่นยำเพื่อให้เกิดการรบกวนการทำลายล้างของความยาวคลื่นเฉพาะ ภายใต้เงื่อนไขกระบวนการปกติควรปรากฏสีน้ำเงินเข้มหรือสีม่วง เมื่อความหนาของฟิล์มเบี่ยงเบนเกิน± 3nm สีน้ำตาลแดงอาจปรากฏขึ้น การเปลี่ยนสีนี้เกี่ยวข้องโดยตรงกับประสิทธิภาพการดูดซับแสงของเซลล์ ข้อมูลที่วัดได้แสดงให้เห็นว่าการเบี่ยงเบน 5nm ในความหนาของฟิล์มจะทำให้ 0 ลดลง 3% ในประสิทธิภาพการแปลง
การเกิดออกซิเดชันของพื้นผิวที่เกิดจากปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมไม่สามารถละเว้นได้ เมื่อเวเฟอร์ซิลิคอนสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่มีออกซิเจนจะมีชั้นออกไซด์ธรรมชาติประมาณ 0. 2nm สามารถเกิดขึ้นได้ต่อชั่วโมงที่อุณหภูมิห้อง ในสภาพแวดล้อมที่ชื้นผลของการเร่งปฏิกิริยาของสิ่งสกปรกของโลหะจะช่วยเร่งกระบวนการออกซิเดชันและผลการพัฒนาสีจะเกิดขึ้นหลังจากการก่อตัวของชั้นออกไซด์ระดับไมครอน กรณีของหน่วยงานทดสอบบุคคลที่สามแสดงให้เห็นว่าชุดของโมดูลทะเลถูกออกซิไดซ์บางส่วนเนื่องจากบรรจุภัณฑ์ที่เสียหาย เส้นโค้ง IV แสดงให้เห็นว่ากระแสรั่วไหลเพิ่มขึ้น 17% และพื้นที่ออกซิเดชันที่สอดคล้องกันแสดงรูปแบบวงแหวนสีน้ำตาลแดงทั่วไป
สีผิดปกติที่เกิดจากมลพิษจะต้องได้รับการตรวจสอบอย่างเป็นระบบ มลพิษทางโลหะ (เช่นเหล็กและทองแดง) ควบแน่นไปที่พื้นผิวหลังจากกระบวนการเผาทำให้เกิดซิลิไซด์โลหะที่ปรากฏเป็นจุดสีน้ำตาล ในอุบัติเหตุคุณภาพที่โรงไฟฟ้าเซลล์แสงอาทิตย์ในปี 2561 มลพิษเหล็กที่เกิดจากการสึกหรอของแบริ่งสายพานลำเลียงทำให้ประสิทธิภาพของโมดูลทั้งหมดลดลง 2.8% การวิเคราะห์ความล้มเหลวแสดงให้เห็นว่าปริมาณ FE ในพื้นที่ที่มีมลพิษเกินมาตรฐาน 100 เท่า มลพิษประเภทนี้สามารถตั้งอยู่ได้อย่างแม่นยำโดยการถ่ายภาพ PL หรือการตรวจจับ SIMS
สำหรับปรากฏการณ์สีน้ำตาลที่พบในสถานที่ขอแนะนำให้ใช้กระบวนการวินิจฉัยสามระดับ: ก่อนอื่นให้ทำการตรวจสอบด้วยภาพเพื่อแยกความแตกต่างระหว่างสีโดยรวมและแพทช์ท้องถิ่น ประการที่สองใช้เครื่องสเปกโตรโฟโตมิเตอร์แบบพกพาเพื่อตรวจจับพารามิเตอร์ฟิล์ม และในที่สุดก็ใช้ตัวอย่างสำหรับการวิเคราะห์ส่วนประกอบ EDX ในกรณีการดำเนินงานของสถานีพลังงานและการบำรุงรักษาการเปลี่ยนสีน้ำตาลที่เฟรมที่เกิดจากเอฟเฟกต์ PID ได้รับการยืนยันภายใน 48 ชั่วโมงผ่านกระบวนการนี้และการซ่อมแซมได้ดำเนินการในเวลาเพื่อหลีกเลี่ยงการสูญเสียประสิทธิภาพของระบบ
มาตรฐานอุตสาหกรรมมีข้อกำหนดที่ชัดเจนสำหรับการสร้างสีพื้นผิว มาตรฐาน IEC 61215 ต้องการให้การปรากฏตัวของส่วนประกอบไม่ควรมีความแตกต่างของสีผิดปกติที่มีผลต่อประสิทธิภาพ แต่ช่วยให้การเปลี่ยนแปลงสีสม่ำเสมอซึ่งไม่ส่งผลกระทบต่อลักษณะเอาต์พุต ในการควบคุมคุณภาพจริงขอแนะนำให้รวมการทดสอบ EL และการตรวจสอบประสิทธิภาพสำหรับการตัดสินที่ครอบคลุมเพื่อหลีกเลี่ยงการตัดสินผิดที่เกิดจากการพึ่งพาการตัดสินด้วยสายตาเพียงอย่างเดียว
จากมุมมองของการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการผลิต บริษัท ชั้นนำได้สร้างระบบการจัดการดิจิตอลสี ผ่านการตรวจจับสเปกตรัมออนไลน์และความหนาของฟิล์มควบคุมวงปิดการเบี่ยงเบนสีรวมอยู่ในการควบคุมกระบวนการทางสถิติ SPC หลังจากสายการผลิต TopCon ใช้ระบบนี้อัตราข้อบกพร่องที่ปรากฏจาก 0. 7% ถึง 0. 12% วิวัฒนาการทางเทคโนโลยีนี้นับเป็นการอัพเกรดและการเปลี่ยนแปลงของการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์จาก "การมุ่งเน้นประสิทธิภาพ" เป็น "ประสิทธิภาพและความเป็นเลิศที่ปรากฏ"
