项目二硅锭棒的检测黄宵03课件.pptxVIP

项目二

硅锭（棒）的检测

主讲人：黄宵

任务目标

任务描述

任务实施

一、任务目标

1．熟悉原子吸收光谱仪的基本原理及用途；

2．掌握原子吸收光谱仪的使用与调试；

3．熟悉原子吸收光谱仪的维护。

二、任务描述

在单品和铸锭多晶生长、硅片加工和太阳电池

制备过程中，都有可能引入金属杂质，这些杂

质无论是原子状态还是沉淀状态，最终都会对

太阳电池光电转换效率产生影响，特别是过渡

族金属杂质，基本上都是深能级杂质，会严重

增强载流子的复合，导致晶体硅少子寿命下降，

进而降低太阳电池的转换效率；本任务采用原

子吸收光谱仪进行检测及分析。

三、任务实施

太阳电池级晶体硅对杂质有着严格的要求，总的

纯度要求达到6个9，即杂质总含量不超过百万分

之一。通常晶体硅中含有多种杂质，表2.4展示了

主要的杂质及其在不同晶体硅中杂质的含量。

三、任务实施

（一）、原子吸收光谱仪的基本原理及用途

原子吸收光谱仪可测定多种元素，火焰原子吸收光谱法可测到10-9g／mL数量级，

石墨炉原子吸收法可测到L数量级。其氢化物发生器可对8种挥发性元素汞、砷、

铅、硒、锡、碲、锑、锗等进行微痕量测定。

原子吸收光谱仪从光源辐射出具有待测元素特征谱线的光，通过试样蒸气时被

蒸气中待测元素基态原子所吸收，由辐射特征谱线光被减弱的程度来测定试样

中待测元素的含量。

任何元素的原子都是由原子核和绕核运动的电子组成，原子核外电子按其能量

的高低分层分布而形成不同的能级，因此，一个原子核可以具有多种能级状态。

能量最低的能级状态称为基态能级，其余能级称为激发态能级，而能量最低的

激发态则称为第一激发态。正常情况下，原子处于基态，核外电子在各自能量

最低的轨道上运动。

如果将一定外界能量如光能提供给该基态原子，当外界光能量E恰好等于该基态

原子中基态和某一较高能级之间的能级差E时，该原子将吸收这一特征波长的光，

外层电子由基态跃迁到相应的激发态，而产生原子吸收光谱。

三、任务实施

（一）、原子吸收光谱仪的基本原理及用途

电子跃迁到较高能级以后处于激发态，但激发态电子是不稳定的，大约经过10-8s以后，

激发态电子将返回基态或其他较低能级，并将电子跃迁时所吸收的能量以光的形式释放

出去，这个过程称原子发射光谱。可见原子吸收光谱过程吸收辐射能量，而原子发射光

谱过程则释放辐射能量。核外电子从基态跃迁至第一激发态所吸收的谱线称为共振吸收

基态与第一激发态之间的能级差最小，电子跃迁概率最大，故共振吸收线最易产生。对

多数元素来讲，它是所有吸收线中最灵敏的，在原子吸收光谱分析中通常以共振线为吸

收线。

原子吸收光谱仪是由光源、原子化系统、分光系统和检测系统组成。

（1）光源

作为光源要求发射的待测元素的锐线光谱有足够的强度和稳定性。

（2）原子化器

可分为预混合型火焰原子化器、石墨炉原子化器、石英炉原子化器、阴极溅射原子化器。

（3）分光系统（单色器）

由凹面反射镜、狭缝或色散元件组成。色散元件为棱镜或衍射光栅。

（4）检测系统

由检测器（光电倍增管）、放大器、对数转换器组成。

三、任务实施

（二）、Solar-929原子吸收光谱仪仪器的使用

1．安装

（1）仪器应放在防潮、防尘、防震，无腐蚀性气体，空气相对湿度小于70％，通风良

好的实验室里。

（2）仪器主机一定放在固定的平台上，离墙大约0.5m，避免日光直接照射。

（3）主机烟窗上方应装排风罩，排风罩离主机烟窗大约25cm，绝对禁止直接接到仪器

烟窗口上，管道应采用防腐材质，排风要适量。

（4）主机和附件的电源最好通过一台电子交流稳压器，稳压后再进仪器，仪器应接地

线。

（5）所有气体管道应清洁、无油污、耐压，空气管道要安装“空气过滤减压阀”。各

管道接头处要密封、牢靠，并经试漏检查。

（6）在雾化室下面30cm处，将13～18cm长的排水管弯成圆环，充入一定量的水作为水

封。管子的一端与雾化室废液出口相连接，用夹子夹牢，另一端浸入废液瓶中液面下

15cm左右。废液排水导管应时刻保持畅通无阻。

三、任务实施

（二）、Solar-929原子吸收光谱仪仪器的使用

2．调试

（1）对光调整

①光源对光。接通220V电源，开启交流稳压器，点燃某元素灯，调单色器波长至该元素

最灵敏线位置，使仪表有信号输出。移动灯的位置，使接收器得到最大光强。用一张白

纸挡光检查，阴极光斑应聚焦成像在燃烧器缝隙中央或稍靠近单色器一方。

②燃烧器对光。燃烧器缝隙位于光轴之下并平行于光轴，可以通过改变燃烧器前后、转

角、水平位置来实现。先调节表头指针满刻度，用对光棒或火柴杆插在燃烧器缝隙中央，

此时表头指针应从最大回到零，即透光度从100％至0％，然后把光棒