CN102575987B - 用于对太阳能电池或太阳能电池前体等半导体结构进行测量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于测量半导体结构的方法，其中所述半导体结构具有发射器和基底并且为太阳能电池或者太阳能电池的前体，该方法包括如下步骤：A)在半导体结构中产生发光，并且对半导体结构发射的光线进行分散测量，其中，在第一测量条件a下进行第一次测量，并且至少依据由第一次测量获得的测量数据，从步骤A所获得的测量数据中确定太阳能电池多个定点x_i在分散位置上的第一电压校准图V_a(x_i)，B)至少依据步骤A所得出的第一电压图像V_a(x_i)来确定半导体结构在分散位置上的暗饱和电流j_o(x_i)和/或分散位置上的发射层电阻p(x_i)，以及/或者多个定点x_i在分散位置上的局部串联电阻R_s(x_i)。本发明的特征在于，在步骤A中至少另通过不同于第一测量条件a的第二测量条件b来进行第二测量，并且至少依据由第二测量获得的测量数据，从步骤A所获得的测量数据中分散测定多个定点x_i的第二电压校准图V_b(x_i)，而在步骤A的两次测量中，基本通过使半导体结构的平面受激辐射的方式来形成发光，第一测量和第二测量的测量条件(a，b)则在激发辐射的强度和/或光谱组成以及/或者半导体结构由于电接通而加载的给定外部电压V_ext方面均不相同；除各测量条件(a，b)外，还给定和/或测量出在每种测量条件的短路条件下所通过的、与电压和定点无关的短路电流强度(jP，a，jP，b)；并且在步骤B中，至少依据每种测量条件下的短路电流强度(jP，a，jP，b)以及与电压和定点相关的暗电流强度(jD，a(x_i)，jD，b(x_i))，来确定每个定点x_i上的局部电特性，其中，暗电流强度(jD，a(x_i)，jD，b(x_i))至少取决于与电压无关的暗饱和电流强度j₀(x_i)和由各电压图像所得出的定点x_i的两个电压值(V_a(x_i)，V_b(x_i))。

Description

用于对太阳能电池或太阳能电池前体等半导体结构进行测量的方法

技术领域

本发明涉及一种用于测量半导体结构的方法，其中，所述半导体结构具有发射器和基底，并且为太阳能电池或者太阳能电池的前体。

背景技术

在基于由诸如硅等间接半导体而构成的半导体结构中，已知可借助半导体结构中所形成的光照发光来获取半导体结构物理特性的相关信息。而在作为太阳能电池或太阳能电池的前体且至少具有发射器和基底的半导体结构中，光照发光的测量则尤其用于测定其局部电特性参数。

其中已知，可如Würfel，P.等在“来自照明度图像的硅太阳能电池的扩散长度”，应用物理期刊(Journal of Applied Physics)，2007，101(123110)：1-10页中所述，通过光照发光的测量而得出半导体材料的扩散长度。

为了得出太阳能电池的特性，特别是为了检验工业制造的太阳能电池的质量，应分散测定其它电特性参数，尤其是暗饱和电流、发射层电阻和局部串联电阻。

在基本通过使半导体结构加载激励电压而产生的光照发光(即电致发光)中已知，从两次在不同测量条件下进行的电致发光分散测量中，分散测定暗饱和电流。在M.Glatthaar，J.Giesecke，M.Kasemann，J.Haunschild，M.The，W.Warta，以及S.Rein，应用物理期刊105，113110/1-5(2009)中已对这一方法进行了描述。但这种测量方法的缺点在于，发射层电阻必须为已知且在空间上须为恒定值。然而，尤其是在工业制造的太阳能电池中，发射层电阻通常会沿太阳能电池的表面发生变化，因而无法满足上述条件。此外，该方法需要很长的测量周期，因此也无法内嵌在生产线中。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于测量半导体结构的方法，从而能通过测量光照发光，分散测定半导体结构的暗饱和电流和/或串联电阻以及/或者发射层电阻，而不受到诸如必须已知某一数值或其在空间上须为恒定值等条件的限制。

这一目的通过根据权利要求1所述的方法得以解决。本发明的优选实施例由权利要求2至15中得出。

具体实施方式

所述半导体结构为太阳能电池或太阳能电池的前体。重要的是，该半导体结构已包括发射器和基底。

根据本发明的方法包括如下步骤：

在步骤A中，在半导体结构内产生光照发光并且对半导体结构所发射的光照进行分散测定。太阳能电池通常构造为扁平状，即太阳能电池正面和背面的长度和宽度要明显大于太阳能电池的厚度。因此在下文中，“分散位置”始终是指平行于太阳能电池正面和背面的多个定点，而不是指相对于太阳能电池厚度的多个定点的阵列，即垂直于正面和背面呈线状。

在步骤A中，在第一测量条件a下对光照发光进行第一次分散测定。

此外，在步骤A中，从步骤A所得出的测量数据中至少分散测定出第一电压校准图。“电压校准图”在此是指分散位置上的电压校准图V_a(x_i)，即对应于太阳能电池各定点x_i的多个电压值。其中，电压值表示为各测量条件下在定点x_i上与半导体结构局部相邻的电压，或者说，通过在发射器和基底之间设置的pn结而分散在局部的电压。因此，在步骤B中则根据第一测量条件来分散测定第一电压图像V_a(x_i)。

在步骤B中分散测定半导体结构的局部特性，其中包括分散位置上的暗饱和电流j_o(x_i)和/或分散位置上的发射层电阻p(x_i)，以及/或者多个定点x_i在分散位置上的局部串联电阻R_s(x_i)，其中，依据步骤A所得出的电压校准图来进行测定。

重要的是，在步骤A中至少另通过不同于第一测量条件a的第二测量条件b来进行第二次测量，并且，至少依据第二次测量获得的测量数据，分散测定步骤A所获得的测量数据中的多个定点x_i的另一电压校准图V_b(x_i)。在步骤A的两次测量中，基本都通过使半导体结构平面地受激辐射而产生光照发光。此外，第一测量和第二测量的测量条件在激发辐射的强度和/或光谱组成以及/或者半导体结构通过电接触而加载的给定外部电压V_ext方面均不相同。

此外，除各测量条件外，给定和/或另外测定与电压和定点无关的短路电流强度j_p，a/b。短路电流强度j_p，a/b表示，在各测量条件的短路电流条件(即短路闭合的电接通)中所存在的面积标准化的短路电流。如在尚未具备任何电接通结构的太阳能电池的预前阶段中进行测量，给定的短路电流强度应等于当太阳能电池制造完成后在各测量条件的短路条件下通过电触点之间的电流。

在根据本发明的方法中，在步骤B中，至少依据短路电流强度j_p，a/b和取决于电压和定点的暗电流强度j_D，a/b(x_i)，来分散测定各定点x_i上的电特性。其中，通过数学模型得出暗电流强度j_D，a/b(x_i)，所述数学模型至少包括与电压相关的暗饱和度电流强度j₀(x_i)以及由各电压校准图所得出的各定点x_i的两个电压值V_a/b(x_i)。

根据本发明的方法是基于申请人的这一认识，即在待测半导体结构中，至少两个独立参数可导致局部电压发生变化，如局部串联电阻R_s与分散位置上的暗饱和度电流j_o，或分散位置上的发射层电阻p与分散位置上的暗饱和电流j_o。由于在光照测量时，半导体结构在分散位置上与电压相关的电流强度接近于与定点和电压无关的短路电流强度和与电压和定点相关的暗电流强度的总和，因而在根据本发明的方法中，可以通过至少两个分散位置上的电压校准图和短路电流强度j_p，a/b，从而得出两个独立参数。然而，这仅适用于基本通过激发辐射产生光照的情况，因此，也就是光致发光(PL)。

因而，与已知方法所不同的是，在根据本发明的方法中，可通过给定和/或测量短路电流强度j_p，a/b以及至少两个电压图像来运用其他数据。由此，其优点在于，可分别对暗饱和电流强度和/或发射层电阻以及/或者串联电阻进行分散测定，而其中某一数值(特别是暗饱和电流强度)则无须与定点无关和/或预知。

因此在根据本发明的方法中，可通过测量光致发光的方法，从而提高在太阳能电池分析中获取其特性的可能。此外，根据本发明的方法的测量周期较短，因而可内嵌在生产线中。

在步骤B中，优选另依据测量条件a中的外部电压V_ext，a和测量条件b中的外部电压V_ext，b，分散测定各定点x_i上的电特性。其中，在步骤A的两次测量中，电接通半导体结构，并且通过电接触，使得测量条件a的外部电压预设为V_ext，a，测量条件b的外部电压预设为V_ext，b。也可使定点的电压值即V_ext，a预设为电压图像V_a(x_i)中的最小电压值，即：V_ext，a＝所有定点x_i的(V_a(x_i))的最小值。测量条件B中的外部电压则相应地预设为：V_ext，b＝所有定点x_i的(V_b(x_i))的最小值。如在尚未电接通的太阳能电池的前体中进行测量，第二替选方案则尤为重要。因此，在所述第二替选方案中，不再电接通太阳能电池或太阳能电池的前体，并且如上所述，由相应电压图像的最小值中求出数值V_ext，a和V_ext，b。因此，第二替选方案为开路电压测量条件。

基本通过使半导体结构平面地受激辐射产生光照发光。也就是说，所述发光为“光致发光”。此外，优选该半导体结构为电接通并且可通过电接通预设外部电压V_ext。虽然基本通过使半导体结构平面地受激辐射产生光照发光，然而在根据本发明的方法中，优选另外通过电接通和给定外部电压来预设太阳能电池的状态，由此尤其可以限定太阳能电池中和电触点间的电流。这也包括了电压为0的情况。然而在根据本发明的方法中，与已知的光照测量所不同的是，并不是通过外部电压冲压电流而形成发光，而基本通过激发辐射来产生光照发光，并且外部电压则另用于设定测量条件。

优选以公知的方式来进行基本的测量设定，特别是使半导体结构受激辐射和测量光照发光的方式方法以及用于给定外部电压V_ext的半导体的接通。特别有利的是，借助摄像头，优选CCD摄像头以公知的方式对光照发光进行测量。

同样优选以公知的方式来分散测定第一和第二电压校准图，如T.Trupk、E.Pink、R.A.Bardos和M.D.Abbott在应用物理函件(Applied Physics Letters)90，093506-1-3(2007)中所述：在这种情况下，对于两个分散位置上的电压校准图，需对光照发光进行多次分散测量：而根据T.Trupke、E.Pink、R.A.Bardos和M.D.Abbott在应用物理函件(Applied Physics Letters)90，093506-1-3(2007)，中所述，可借助另外三张PL图像对一张PL图像进行电压校准：在光强极小的情况下的短路图像和开路图像，其中，支线上的电压差可被忽视；以及同样光照强度下和待校准图像中的短路图像。如光强很小，那么，可以每一像点x_i中的电压V_i则等于所设的电压V_ext。

因此，从热压V_T的公式0中得出未知参数C_v，i，其中，C_b，i为各种光强条件下的短路图像的强度：

I_i＝C_v，iexp(V_i/V_T)+C_b，i    (公式0)

对于待校准图像，则为：

$V_i=V_t\log \left(\frac{I_i-C_{b,i}}{C_{v,i}}\right)$

在步骤B中，优选按照如下方式来解一个方程组，从而得出各定点x_i的电特性：所述方程组包括分别适用于两电压图像V_a(x_i)和V_b(x_i)的方程式(G_a和G_b)。其中，方程式G_a至少包括分散位置上与电压无关的局部串联电阻R_s(x_i)、电压V_a(x_i)、外部电压V_ext，a、短路电流强度j_P，a和暗电流强度j_D，a(x_i)。V_ext，a在此表示在测量条件a下相邻的外部电压。方程式G_b则相应地至少包括R_s(x_i)、V_b(x_i)、外部电压V_ext，b、短路电流强度j_P，b和暗电流强度j_D，b(x_i)，V_ext，b在此表示在测量条件b下相邻的外部电压。所述方程组有两个方程式，其中，R_s(x_i)和j₀(x_i)代表未知数，因而可以以公知的方式得出上述数值中的一个或两个值。因此，在这一优选实施例中，可以通过应用公知的数学方法而解出方程组，从而以更为简单的方式得出用于标示太阳能电池特性的上述参数。

方程式G_a优选如下：

$R_s\left(x_i\right)=\frac{V_{\mathrm{ext},a}-V_a\left(x_i\right)}{j_{P,a}+j_{D,a}\left(x_i\right)},$ (公式1a)

方程式G_b则优选如下：

$R_s\left(x_i\right)=\frac{V_{\mathrm{ext},b}-V_b\left(x_i\right)}{j_{P,b}+j_{D,b}\left(x_i\right)},$ (公式1b)

其中，通过一般的等值换算来改动上述构型，也同样属于本发明的范畴。重要的是，方程组仅包含未知数R_s(x_i)和j₀(x_i)。

在另一优选实施例中，通过如下方式来解一个方程组，从而在步骤B中得出各定点x_i在分散位置上的电特性：所述方程组包括分别适用于两电压图像V_a(x_i)和V_b(x_i)的方程式G_a’和G_b’。其中，方程式G_a’至少包括分散位置上与电压无关的发射层电阻ρ(x_i)、电压V_a(x_i)、外部电压V_ext，a、短路电流强度J_P，a以及暗电流强度j_D，a(x_i)。方程式G_b’则相应地至少包括ρ(x_i)、V_a(x_i)、V_ext，b、j_P，b以及j_D，b(x_i)。

因此，在这一优选实施例中，方程组同样包含两个方程式，其中，发射层电阻ρ(x_i)和暗饱和电流强度j₀(x_i)代表两个未知数，从而可根据方程组得出这两个数值中的一个或两个。

方程式G_a’优选如下：

${\▿}^2{V}_a\left(x_i\right)=\mathrm{\ρ}\left(x_i\right)(j_{P,a}+j_{D,a}\left(x_i\right))$ (公式2a)

方程式G_b’则优选如下：

${\▿}^2{V}_b\left(x_i\right)=\mathrm{\ρ}\left(x_i\right)(j_{P,b}+j_{D,b}\left(x_i\right))$ (公式2b)

所述方程式结合了欧姆定律和连续性方程。优选以多项式的推导取代公式2a和2b中根据拉普拉斯算法(Laplace-Operator)的电压的双重推导，其中，借助数学拟合法使所述多项式适用于测量点的环境，从而减少测量数据中的干扰。如M.Glatthaar、J.Giesecke、M.Kasemann、J.Haunschild、M.The、W.Warta以及S.Rein在“Spatially resolved determination of the dark saturation current ofsilicon solar cells from electroluminescence images”，应用物理期刊Journal ofApplied Physics 105，113110(2009)中所述，已知所述双重推导的方法。也可根据David Marr、Ellen Catherine Hildreth在Theory of Edge Detection中的InProceedings of the Royal Society of London.B207，1980，S.187，217所述，将Marr-Hildreth算法(高斯拉普拉斯)应用于图像，以得出拉普拉斯图像。

在根据本发明方法中，优选另为各定点x_i与各测量条件a和b测定内在的开路电压(测量条件a下为V_impl.a；测量条件b下为V_impl.b)，再另依据内在开路电压得出电压校准图V_a(x_i)和V_b(x_i)。

优选通过如下方式得出内在开路电压：借助感应测量，分别在测量条件a下和测量条件b下测定至少一个定点的各自的内在开路电压。可如QSSPC，R.A.Sinton和A.Cuevas，Applied Physics Letters 69，2510-2(1996)所述，以公知的方式进行测定。由于无论在测量条件a还是在测量条件b下，均已知所述定点的开路电压，那么可以依据公式0算出所述定点在测量条件a和测量条件b下的系数C_v，i。由于这一系数与定点无关，因此可进行电压校准并且在各测量条件下均可得出电压校准图V_a(x_i)和V_b(x_i)。

优选测量条件a和b具有不同的光强，例如测量条件a选定为太阳光强，测量条件b选定为两个太阳的光强，其中太阳光强＝1000W/m²，则尤为有利。

在根据本发明的方法中，在步骤A中，优选测量条件a和b之间的光强和激发辐射的光谱不变，而在测量条件a下给定外部电压V_ext，a，在测量条件b下则给定外部电压V_ext，b。

其优点在于，与激发辐射的光强和光谱的既定调整相比，改变外部电压显然更为简单，易于实现。在另一优选实施例中测量条件a被选定为使得在额定条件下，通过电触点之间的电流为太阳能电池短路电流的15％至35％之间，优选约为其短路电流的25％。额定条件在此意即适用于所述太阳能电池类型的额定测量条件。在硅太阳能电池中，为将太阳光线转化为电，当光谱为AM1.5时，光强通常为一个太阳的光强(1,000W/m²)。此外，测量条件b被选定为使得在正常条件下，通过电触点之间的电流为太阳能电池短路电流的65％至85％之间，优选约为短路电流的75％。选定这样的测量条件的优点在于，参数对于太阳能电池的正常使用同样非常重要。此外，一个太阳的光强仅可使电池适度受热。如光强更低，电流则更小并且从中可获取信息的支线压差因而也更小。

优选借助用于描述太阳能电池的公知的单二极管模型，特别是依据公式3a和3b，来表示暗电流强度j_D，a/b(x_i)：

j_D，a(x_i)＝j₀(x_i)exp(V_a(x_i)/V_T)    (公式3a)

j_D，b(x_i)＝j₀(x_i)exp(V_b(x_i)/V_T)    (公式3b)

在根据本发明的方法的另一优选实施例中，在步骤A中另通过不同于测量条件a和b的测量条件c来进行再一次测量，并且相应地在步骤C中测定另一电压图像V_c(x_i)。此外，用另一个数值来表示暗电流强度j_D，a/b/c(x_i)，并且在步骤B中至少依据三张电压图像来测定半导体结构在分散位置上的特性。因此，在这一优选实施例中，引入另一(未知)数值，以更精确地表示暗电流强度，其中，通过第三电压图像V_c(x_i)获取由于所述另一数值而额外所需的信息。由此可以更精确地表示暗电流强度j_D，a/b/c(x_i)，相应地也使得在步骤B中所测定的数值结果更为精确。

其中，优选另通过与电压无关的局部并联电阻R_P(x_i)来表示暗电流强度，优选依据公式4a至4c：

j_D，a(x_i)＝j₀(x_i)exp(V_a(x_i)/V_T)+V_a(x_i)/R_p(x_i)    (公式4a)

j_D，b(x_i)＝j₀(x_i)exp(V_b(x_i)/V_T)+V_b(x_i)/R_p(x_i)    (公式4b)

j_D，c(x_i)＝j₀(x_i)exp(V_c(x_i)/V_T)+V_c(x_i)/R_p(x_i)    (公式4c)

尤为有利的是，在步骤A中另外通过与测量条件a、b、c不同的测量条件d来进行另一测量且相应地在步骤B中测定第四电压图像V_d(x_i)，并且再通过另一数值来表示暗电流强度j_D，a/b/c//d(x_i)。相应地，在步骤B中至少依据四张电压图像V_{a，b，c，d}(x_i)来确定半导体结构在分散位置上的特性。其中，优选另通过根据额外二极管因子为2的公知的双二极管模型的第二二极管相关性，优选根据公式5a至5d，来表示暗电流强度：

j_D，a(x_i)＝j_0，1(x_i)exp(V_a(x_i)/V_T)+j_0，2(x_i)exp(V_a(x_i)/2/V_T)+V_a(x_i)/R_p(x_i)    (公式5a)

j_D，b(x_i)＝j_0，1(x_i)exp(V_b(x_i)/V_T)+j_0，2(x_i)exp(V_b(x_i)/2/V_T)+V_b(x_i)/R_p(x_i)    (公式5b)

j_D，c(x_i)＝j_0，1(x_i)exp(V_c(x_i)/V_T)+j_0，2(x_i)exp(V_c(x_i)/2/V_T)+V_c(x_i)/R_p(x_i)    (公式5c)

j_D，d(x_i)＝j_0，1(x_i)exp(V_d(x_i)/V_T)+j_0，2(x_i)exp(V_d(x_i)/2/V_T)+V_d(x_i)/R_p(x_i)    (公式5d)

在本发明方法的另一优选实施例中，通过如下方式来避免在步骤B所得出的电压图像中出现其它测量缺陷：通过锐化过滤器(如维纳过滤器：NorbertWiener：Extrapolation，Interpolation，and Smoothing of Stationary Time Series.Wiley，New York 1949)来校正受损的光照图像。

为了提高所得出数值的精确度，有利的是，在步骤A中至少通过另一不同于测量条件a和b的测量条件再进行至少一次测量，并且相应地至少再得出另一张电压校准图。因而，在该优选实施例中，在步骤B中使用相同的方程组，并且以公知的方式，优选根据最小平方法，解所述方程组。从而提高精确度。

优选以公知的方式，如Würfel，P.等在“硅太阳能电池在照明度图像中的扩散长度”，应用物理期刊(Journal of Applied Physics)，2007，101(123110)：p.1-10以及PCT/AU2007/001050中所述，以产生和测量光致发光。

尤为有利的是，在根据本发明的方法中，借助摄像头，例如CCD摄像头测量光照发光。因此，摄像头的测量信号即为光照强度的单位。尤其可通过使用CCD摄像头，直接(即通过所谓的“位图”)对光照发光进行分散测量，也就是说，无需屏蔽或扫描半导体结构的表面。

当半导体结构的表面受激辐射时，优选使半导体结构的表面所受的光强相同，以实现光致发光。优选使半导体结构加载正常光谱(例如光谱AM1，5)，然而，也可加载其它光谱或者单色的，例如通过激光形成的激发辐射，同样属于本发明的范畴。同样有利的是，使半导体结构加载未经调制的光线作为激发辐射。

此外，在半导体的同一表面上加载激发辐射以及测量光照发光，同样属于本发明的范畴。在此情况下重要的是，在测量光照发光时以公知的方式设置光学过滤器，以过滤掉在半导体结构表面上反射的任意激发辐射。一方面在半导体两相对面上加载光照发光，另一方面对其进行测量，也同样属于本发明的范畴。在此测量情况下，半导体结构自身即作为过滤器，反作用于激发辐射，使得在测量过程中，不会由于被识别出的任意激发辐射而带来任何负面效应。

优选通过分析单元，例如计算机读取光照发光的测量数据，并且根据本发明方法借助电脑进一步处理光照发光的测量数据。

如在根据本发明的测量方法中给定外部电压，那么优选通过可控的电压源提供该外部电压，并且所述外部电压同样可与计算机相连，以便控制。

优选所述可控电压源另外包括电流测量单元，该单元在短路条件下测量通过的电流并且同样将测量结果传输给计算机。通过这种方式，可以在各测量条件下以更简单的方式测定短路电流强度。

Claims (19)

1.一种用于测量半导体结构的方法，其特征在于，所述半导体结构具有发射器和基底并且为太阳能电池或者太阳能电池的前体，该方法包括如下步骤：

A在半导体结构中产生发光，并且对由半导体结构发射的光线进行分散测量，其中，在第一测量条件a下进行第一测量，并且至少依据由第一测量获得的测量数据，从步骤A所得出的测量数据中来分散测定太阳能电池多个定点x_i的第一电压校准图V_a（x_i）,

B至少依据步骤A所得出的第一电压图像V_a（x_i），确定半导体结构在分散位置上的特性，包括分散位置上的暗饱和度电流j_o（x_i），和/或分散位置上的发射层电阻ρ（x_i），以及/或者多个定点x_i在分散位置上的局部串联电阻R_s（x_i），

其特征在于，

在步骤A中，至少还通过不同于第一测量条件a的第二测量条件b进行第二测量，并且至少依据第二测量获得的测量数据，从步骤A所得出的测量数据中来分散测定多个定点x_i的第二电压校准图V_b（x_i）,

并且，在步骤A的两次测量中，

-基本通过使半导体结构平面受激辐射来产生发光,

-第一测量和第二测量的测量条件则在激发辐射的强度和/或光谱组成以及/或者半导体由于电接通而加载的给定外部电压V_ext方面均不相同，

除各测量条件外，还给定和/或测量出在每种测量条件的短路条件下所通过的、与电压和定点无关的短路电流强度j_P,a，j_P,b，并且在步骤B中，至少依据每种测量条件下的短路电流强度j_P,a，j_P,b，以及与电压和定点相关的暗电流强度j_D,a（x_i），j_D,b（x_i），来确定每个定点x_i的局部电特性，其中，暗电流强度j_D,a（x_i），j_D,b（x_i），至少取决于与电压无关的暗饱和度电流强度j₀（x_i）和由各电压图像所得出的定点x_i的两个电压值V_a（x_i），V_b（x_i）。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤B中，至少另依据测量条件a下的外部电压V_ext,a和测量条件b下的外部电压V_ext,b，来确定各定点x_i上的局部电特性，其中，

-在步骤A的两次测量中，电接通半导体结构，并且通过电接通，使得测量条件a下的外部电压预设为V_ext,a以及测量条件b下的外部电压预设为V_ext,b，或者

-使得定点的电压V_ext,a预设为电压图像V_a（x_i）中的最小电压值：

V_ext,a=定点x_i的V_a（x_i）的最小值，并且相应地，

V_ext,b=定点x_i的V_b（x_i）的最小值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤B中，通过如下方式来确定每个定点x_i的局部电特性：解一个方程组，该方程组具有分别适用于两电压图像V_a（x_i）和V_b（x_i）的方程式G_a和G_b，其中，方程式G_a至少包括分散位置上的与电压无关的局部串联电阻R_s（x_i）、电压V_a（x_i）、外部电压V_ext,a、短路电流强度j_P,a以及暗电流强度j_D,a（x_i），而方程式G_b则相应地至少包括了R_s（x_i）、V_b（x_i）、V_ext,b、j_P,b和j_D,b（x_i），从而借助方程组得出R_s（x_i）和/或j₀（x_i），

方程式G_a如公式1a所示：

$R_s\left(x_i\right)=\frac{V_{\mathrm{ext},a}-V_a\left(x_i\right)}{j_{P,a}+j_{D,a}\left(x_i\right)},$   公式1a

方程式G_b则如公式1b所示：

$R_s\left(x_i\right)=\frac{V_{\mathrm{ext},b}-V_b\left(x_i\right)}{j_{P,b}+j_{D,b}\left(x_i\right)},$   公式1b。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤B中，通过如下方式来确定各定点x_i的局部电特性：解一个方程组，该方程组具有分别适用于两电压图像V_a（x_i）和V_b（x_i）的方程式G_a’和G_b’，其中，方程式G_a’至少包括分散位置上的与电压无关的发射层电阻ρ（x_i）、电压V_a（x_i）、短路电流强度j_P,a以及暗电流强度j_D,a（x_i），方程式G_b’则相应地至少包括ρ（x_i）、V_b（x_i）、j_P,b以及j_D,b（x_i），从而，借助方程组得出ρ（x_i）和/或j₀（x_i），

方程式G_a’如公式2a所示：

▽²V_a(x_i)=ρ(x_i)(j_P,a+j_D,a(x_i))  公式2a

方程式G_b’则如公式2b所示：

▽²V_b(x_i)=ρ(x_i)(j_P,b+j_D,b(x_i))  公式2b。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤B中，通过如下方式来确定各定点x_i的局部电特性：解一个方程组，该方程组具有分别适用于两电压图像V_a（x_i）和V_b（x_i）的方程式G_a’和G_b’，其中，方程式G_a’至少包括分散位置上的与电压无关的发射层电阻ρ（x_i）、电压V_a（x_i）、短路电流强度j_P,a以及暗电流强度j_D,a（x_i），方程式G_b’则相应地至少包括ρ（x_i）、V_b（x_i）、j_P,b以及j_D,b（x_i），从而，借助方程组得出ρ（x_i）和/或j₀（x_i），

方程式G_a’如公式2a所示：

▽²V_a(x_i)=ρ(x_i)(j_P,a+j_D,a(x_i))  公式2a

方程式G_b’则如公式2b所示：

▽²V_b(x_i)=ρ(x_i)(j_P,b+j_D,b(x_i))  公式2b。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，通过由多项式推导来取代根据公式2a和2b中拉普拉斯算法的双重推导，或者通过将Marr-Hildreth算法应用于图像，从而减少测量数据中的干扰，其中借助数学拟合法来确定所述多项式。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的方法，其特征在于，还为各定点x_i与各测量条件a和b确定内在开路电压V_impl.a，V_impl.b，并且还依据内在的开路电压得出电压校准图V_a（x_i）和V_b（x_i）。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤A中，测量条件a的光照强度和激发辐射的光谱与测量条件b基本相同，然而，在测量条件a中所预设的外部电压V_ext,a则不同于在测量条件b中所预设的外部电压V_ext,b。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，半导体结构为太阳能电池或者太阳能电池的前体，并且，步骤A中的测量条件a被选定为使得在额定条件下由于电接通而形成的电流值在太阳能电池短路电流的15%至35%的范围内，并且测量条件b被选定为使得在额定条件下由于电接触而形成的电流值在太阳能电池短路电流的65%至85%的范围内。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，半导体结构为太阳能电池或者太阳能电池的前体，并且，步骤A中的测量条件a被选定为使得在额定条件下由于电接通而形成的电流值在太阳能电池短路电流的25%，并且测量条件b被选定为使得在额定条件下由于电接触而形成的电流值在太阳能电池短路电流的75%。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，借助单二极管模型，特别是根据公式3a和3b，来表示暗电流强度j_D,a（x_i），j_D,b（x_i）：

j_D,a(x_i)=j₀(x_i)exp(V_a(x_i)/V_T)  公式3a

j_D,b(x_i)=j₀(x_i)exp(V_b（x_i）/V_T)  公式3b。

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤A中，进一步通过不同于测量条件a和b的测量条件c来进行测量并得出另一电压图像V_c（x_i），再借助另一个数值来表示暗电流强度，并且在步骤B中，依据至少三个电压图像来得出半导体结构的局部特性。

13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤A中，进一步通过不同于测量条件a和b的测量条件c来进行测量并得出另一电压图像V_c（x_i），再借助另一个数值来表示暗电流强度，并且在步骤B中，依据至少三个电压图像来得出半导体结构的局部特性，还通过与电压无关的局部并联电阻R_P（x_i），根据公式4a至4c，来表示暗电流强度：

j_D,a(x_i)=j₀(x_i)exp(V_a(x_i)/V_T)+V_a(x_i)/R_p(x_i)  公式4a

j_D,b(x_i)=j₀(x_i)exp(V_b(x_i)/V_T)+V_b(x_i)/R_p(x_i)  公式4b

j_D,c(x_i)=j₀(x_i)exp（V_c(x_i)/V_T）+V_c(x_i)/R_p(x_i)  公式4c。

14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在步骤A中，通过不同于测量条件a、b、c的测量条件d来进行另一测量并在步骤A中得出另一电压图像V_d（x_i），再借助另一数值来表示暗电流强度，并且在步骤B中，至少依据四个电压图像来得出半导体结构的局部特性。

15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在步骤A中，通过不同于测量条件a、b、c的测量条件d来进行另一测量并在步骤A中得出另一电压图像V_d（x_i），再借助另一数值来表示暗电流强度，并且在步骤B中，至少依据四个电压图像来得出半导体结构的局部特性，还通过二极管因子为2的第二二极管相关性，根据公式5a至5d，来表示暗电流强度：

j_D,a(x_i)=j_0,1(x_i)exp(V_a(x_i)/V_T)+j_0,2(x_i)exp(V_a(x_i)/2/V_T)+V_a(x_i)/R_p(x_i) 公式5a

j_D,b(x_i)=j_0,1(x_i)exp(V_b(x_i)/V_T)+j_0,2(x_i)exp(V_b(x_i)/2/V_T)+V_b(x_i)/R_p(x_i) 公式5b

j_D,c(x_i)=j_0,1(x_i)exp(V_c(x_i)/V_T)+j_0,2(x_i)exp(V_c(x_i)/2/V_T)+V_c(x_i)/R_p(x_i) 公式5c

j_D,d(x_i)=j_0,1(x_i)exp(V_d(x_i)/V_T)+j_0,2(x_i)exp(V_d(x_i)/2/V_T)+V_d(x_i)/R_p(x_i) 公式5d。

16.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过如下方式避免在步骤A所得出的电压图像中出现测量干扰和其他测量类型方面的缺陷：通过锐化过滤器，来校正受损的光照图像。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述锐化过滤器为维纳过滤器。

18.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，在步骤A中，通过另一种不同于测量条件a和b的测量条件再进行至少一次测量，从而再测定至少另一电压校准图。

19.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，在步骤A中，通过另一种不同于测量条件a和b的测量条件再进行至少一次测量，从而再测定至少另一电压校准图，并且在步骤B中，根据最小平方法来解所得出的方程组。