[发明专利]一种基于数据分析的晶体硅电池生产过程监控方法

权利要求书

1.一种基于数据分析的晶体硅电池生产过程监控方法，对连续生产的电池成品进行测试，测试得到的性能参数分成复数个子组，其特征在于：包括以下步骤：

第一步：计算每个子组各性能参数的标准偏差或/和观察各性能参数的频率分布图判断生产过程是否异常，并通过过程控制的SPC数据确定造成异常参数的生产过程并消除生产过程影响因素；

判断依据为标准偏差时，将第M个子组的各性能参数的标准偏差与前N个子组各性能参数的标准偏差的平均值进行比较，若某一个性能参数或者多个性能参数的标准偏差大于前N个子组对应性能参数标准偏差的平均值，则将该性能参数标记为异常参数，其中：

当1<M时，1≤N<M；

当M=1时，对应于各性能参数设置一初始标准偏差值，将第M个子组的各性能参数与对应的初始标准偏差值进行比较；

判断依据为频率分布图时，若某一性能参数的频率分布偏离正态分布，则将该性能参数标记为异常参数；

判断依据为标准偏差和频率分布时，当第M个子组的某一个性能参数或多个性能参数的标准偏差大于前N个子组对应性能参数标准偏差的平均值或/和频率分布偏离正态分布，则将该性能参数标记为异常参数；

第二步：确定影响电池成品异常参数标准偏差的主要因素；

定义变化比率=标准偏差/算数平均值；

如果第一步中通过SPC数据不能完全消除生产过程影响因素，所述变化比率是指剔除异常参数的频率分布中两端分布的异常数据，计算剔除异常数据后子组内各性能参数的变化比率；

如果第一步中通过SPC数据已经完全消除生产过程影响因素，则不需要剔除异常参数，计算子组内各性能参数的变化比率；

2-1、比较没有异常数据的子组内各影响异常参数的性能参数的变化比率，变化比率最大的性能参数判定为影响电池成品异常参数标准偏差的主要因素；

2-2、如果所述主要因素能够分解为下一级多个子性能参数，进一步比较各子性能参数的变化比率，将变化比率最大的子性能参数作为新的主要因素；

2-3、重复步骤2-2，直至所述主要因素不能分解为下一级多个子性能参数为止；

第三步：控制与所述主要因素相关的生产过程中的影响因素，提高电池成品性能的一致性；

第四步：重复第二步及第三步，直至各性能参数的标准偏差为零。

2.根据权利要求1所述的基于数据分析的晶体硅电池生产过程监控方法，其特征在于：所述生产过程中连续测试的电池成品的性能参数通过I-V测试、Suns-Voc测试、PL测试及EL测试中的任意一种测试方法获得。

3.根据权利要求2所述的基于数据分析的晶体硅电池生产过程监控方法，其特征在于：所述电池成品的性能参数通过I-V测试方法获得，性能参数包括电池光电转化效率、电池开路电压、电池短路电流、填充因子、串联电阻、并联电阻、反向漏电流，其中：电池光电转化效率定义为一级性能参数，电池开路电压、电池短路电流和填充因子定义为次级子性能参数，串联电阻、并联电阻、反向漏电流定义为第三级子性能参数。

4.根据权利要求3所述的基于数据分析的晶体硅电池生产过程监控方法，其特征在于：与所述电池开路电压相关的生产过程影响因素包括扩散层方块电阻大小，扩散均匀性，以及杂质的掺杂分布；PECVD 氮化硅质量，即SiNx/Si 界面钝化以及氢钝化效果；铝烧结形成的p+背场质量；硅材料质量，即少子寿命高低；正电极金属化图形以及烧结条件，即发射极金属接触复合大小，烧穿漏电，并联电阻, 反向漏电流。

5.根据权利要求3所述的基于数据分析的晶体硅电池生产过程监控方法，其特征在于：与所述电池短路电流相关的生产过程影响因素包括硅材料质量，即少子寿命；制绒质量；扩散层方块电阻大小，均匀性；PECVD 氮化硅厚度，均匀性；正电极；铝背场。

6.根据权利要求3所述的基于数据分析的晶体硅电池生产过程监控方法，其特征在于：与所述填充因子有关的生产过程影响因素包括正电极金属化；扩散层方块电阻大小，均匀性；背电极以及背铝质量。

7.根据权利要求1所述的基于数据分析的晶体硅电池生产过程监控方法，其特征在于：当10<M时，9<N<M。

8.根据权利要求7所述的基于数据分析的晶体硅电池生产过程监控方法，其特征在于：当10<M时，N=10。