DE102018201723B4 - Verfahren zur Inspektion von vergrabenen Strukturen in Solarzellen und Solarzellen-Vorstufen - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Inspektion von vergrabenen Strukturen in Solarzellen und Solarzellen-Vorstufen, die während der Fertigung von Solarzellen gebildet werden, wobei die vergrabenen Strukturen (5, 9) zwischen einer Halbleiterschicht (4) und einer Rückseite der Solarzellen oder Solarzellen-Vorstufen liegen und zur Herstellung oder Vorbereitung der Herstellung einer elektrischen Kontaktierung dienen, bei dem- eine zu prüfende vergrabene Struktur (5, 9) von einer Vorderseite einer Solarzelle oder Solarzellen-Vorstufe durch die Halbleiterschicht (4) hindurch mit Licht (3) in einem Wellenlängenbereich bestrahlt wird, für den alle zwischen der Vorderseite und der vergrabenen Struktur (5, 9) liegenden Schichten zumindest teilweise durchlässig sind,- von der vergrabenen Struktur (5, 9) reflektierte und/oder gestreute und durch die Vorderseite austretende Anteile des Lichts (3) mit einem Detektor ortsaufgelöst erfasst werden, um eine ortsaufgelöste Intensitätsverteilung der reflektierten und/oder gestreuten Anteile über die Solarzelle oder Solarzellen-Vorstufe zu erhalten, und- die Intensitätsverteilung zur Bestimmung von geometrischen und/oder strukturellen Eigenschaften der Struktur (5, 9) ausgewertet wird, wobei die Intensitätsverteilung zur Bestimmung von geometrischen und/oder strukturellen Eigenschaften in einer metallischen Kontaktstruktur an einer Grenzfläche zur Halbleiterschicht (4) als vergrabene Struktur (5, 9) ausgewertet wird, und die Bestrahlung der Solarzelle oder Solarzellen-Vorstufe und die Erfassung der durch die Vorderseite austretenden Anteile des Lichts (3) unter einem Winkel zu einer Normalen auf die Vorderseite der Solarzelle oder Solarzellen-Vorstufe erfolgt, der ≤ 60° beträgt.

Description

  • Technisches Anwendungsgebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Inspektion von vergrabenen Strukturen in Solarzellen und Solarzellen-Vorstufen, die während der Fertigung von Solarzellen gebildet werden, wobei die vergrabenen Strukturen zwischen einer Halbleiterschicht und einer Rückseite der Solarzellen oder Solarzellen-Vorstufen liegen und zur Herstellung oder Vorbereitung der Herstellung einer elektrischen Kontaktierung dienen.
  • Solarzellen weisen eine Mehrschichtstruktur mit wenigstens einer Halbleiterschicht auf, wobei die Vorderseite optisch transparent ist, während die Rückseite für die Aufbringung von beispielsweise metallischen elektrischen Kontaktstrukturen oder optischen Reflektoren genutzt wird. So werden bei Siliziumsolarzellen auf einem Siliziumwafer auf der Vorderseite optisch transparente Antireflexschichten aufgebracht, während die Rückseite voll- oder teilflächig mit einer optisch intransparenten Metallisierung verdeckt wird. Zusätzlich liegen je nach Technologie Passivierungsschichten, Dotierungsbereiche und insbesondere bei PERC-, bifazial PERC- oder IBC-Solarzellen auch strukturierte metallische Kontakte im Inneren der Solarzelle vergraben vor. Die vergrabenen Strukturen müssen hohe Anforderungen im Bereich der Homogenität, Dicke und Ausrichtung erfüllen.
  • Aufgrund von Prozessschwankungen bei der Fertigung kommt es beispielsweise bei PERC-Solarzellen durch unterschiedliche Diffusionsraten von Si und Al während des Kontaktbildungsprozesses beim Hochtemperaturschritt häufig zur Bildung von kleinen Hohlräumen (Kirkendall/ PERC voids) in den vergrabenen Kontaktstrukturen der Rückseite der Solarzellen. Die Hohlräume beeinträchtigen den Wirkungsgrad der Solarzelle und stellen ein Zuverlässigkeitsrisiko für den Langzeiteinsatz in einem Solarmodul dar. Diese Problematik erfordert eine Überprüfung der Qualität der Kontaktbildung bei der Herstellung der Solarzellen, um die Häufigkeit und/oder Verteilung derartiger Defekte im Fertigungsprozess zu ermitteln. Die Überprüfung sollte über der gesamten Zelle, zerstörungs- und kontaktfrei und mit kurzen Taktzeiten erfolgen.
  • Weiterhin besteht ein Bedarf an der Messung bzw. Überprüfung der Ausrichtung von Dotierungs-, Kontaktierungs- und Metallisierungsstrukturen in bifazialen PERC- oder IBC-Zellen bei der Prozesskontrolle und -steuerung. Diese Strukturen werden in sequentiellen Prozessschritten in der Regel mit Laser- und Siebdruckprozessen erzeugt. Hier kann es zu prozessbedingten Verschiebungen oder Verzerrungen der Laser- und Druckstrukturierungen, beispielsweise aufgrund der Standzeiten der Drucksiebe kommen. Durch eine verbesserte Ausrichtung der Prozesse können Qualität sowie Kosten optimiert werden.
  • Stand der Technik
  • Bisher sind unterschiedliche Techniken zur Inspektion von vergrabenen Rückkontaktstrukturen wie beispielsweise PERC-voids oder IBC-Rückkontakte bei der Prozess- und Qualitätskontrolle von Solarzellen bekannt. So werden zum Teil elektro-optische Verfahren wie Elektrolumineszenzmessung, Fotolumineszenzmessung oder auch LBIC (Light-beam induced current measurement) zur Detektion von charakteristischen Materialeigenschaften, z.B. Rekombinationsverlusten, von der Vorderseite der Solarzelle her eingesetzt. Gleichzeitig wird ein Abgleich mit einer rückseitigen optischen Bewertung der Rückseitenmetallisierung vorgenommen.
  • Die EP 2 581 951 B1 beschreibt ein Verfahren zur optischen Inspektion von Strukturen an der Vorderseite von Solarzellen, bei dem die Vorderseite mit Licht bestrahlt und reflektierte und/oder gestreute Strahlanteile mit einer Kamera erfasst werden. Durch Auswertung der aufgezeichneten Bilddaten wird dann die Ausrichtung dotierter Bereiche der Vorderseite erfasst. Eine Anwendung eines derartigen optischen Messverfahrens von der Rückseite der Solarzellen ist aufgrund der optischen Dichte der metallischen Rückseitenbeschichtung nicht möglich.
  • Die US 5 334 844 A beschreibt ein Verfahren zur Detektion von Rissen im Halbleitermaterial oder dem Glas von Solarzellen. Die Solarzelle wird hierzu mit diffusem Licht bestrahlt, um Schatten der Risse auf den Grenzflächen zu erzeugen.
  • Für die Bewertung von vergrabenen Strukturen an der Rückseite von Solarzellen ist bei ausreichendem Materialkontrast auch die Anwendung zerstörungsfreier Röntgen-CT bekannt. Dieses Verfahren kann für eine Offline-Detektion eingesetzt werden, eignet sich jedoch nicht für eine Online-Prozesskontrolle mit kurzen Taktzeiten. Eine weitere bekannte Technik ist die zerstörungsfreie Ultraschallmikroskopiemessung, die für das Auffinden von Hohlräumen in den vergrabenen Kontaktierungsstrukturen der Rückseite von Solarzellen eingesetzt werden kann. Diese Offline-Detektion eignet sich jedoch ebenfalls nicht für eine Prozesskontrolle mit kurzen Taktzeiten.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Inspektion von vergrabenen Strukturen in Solarzellen oder Solarzellen-Vorstufen anzugeben, mit denen vergrabene Strukturen zwischen der Halbleiterschicht und der Rückseite der Solarzellen oder Solarzellen-Vorstufen, die zur Herstellung oder Vorbereitung der Herstellung einer elektrischen Kontaktierung dienen, zerstörungsfrei und mit kurzen Taktzeiten von der Vorderseite überprüft werden können.
  • Darstellung der Erfindung
  • Die Aufgabe wird mit dem Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche oder lassen sich der nachfolgenden Beschreibung sowie dem Ausführungsbeispiel entnehmen.
  • Das vorgeschlagene Verfahren betrifft die Inspektion von vergrabenen Strukturen in Solarzellen und Solarzellen-Vorstufen, die während der Fertigung von Solarzellen gebildet werden, wobei die vergrabenen Strukturen zwischen einer Halbleiterschicht und einer Rückseite der Solarzellen oder Solarzellen-Vorstufen liegen. Es handelt sich um Strukturen, die zur Herstellung oder Vorbereitung der Herstellung einer elektrischen Kontaktierung dienen. Unter Solarzellen werden hierbei die fertig prozessierten Produkte verstanden, die also bereits sämtliche für den Einsatz erforderlichen Schichten, insbesondere die vorderseitigen Antireflexions- und/oder Passivierungsschichten sowie sämtliche metallischen Kontaktierungen tragen. Solarzellen-Vorstufen sind die vor der endgültigen Fertigstellung der Solarzellen vorliegenden Mehrschichtstrukturen, bei denen noch weitere Prozessschritte zur Fertigstellung der Solarzellen erforderlich sind. Vergrabene Strukturen, die zur Herstellung oder Vorbereitung der Herstellung einer elektrischen Kontaktierung dienen, können bei Solarzellen-Vorstufen damit beispielsweise auch mit entsprechenden Öffnungen versehene metallische Beschichtungen an der Rückseite der noch nicht fertig prozessierten Solarzellen sein, wobei die elektrischen Kontaktierungen dann erst später an oder in diesen Öffnungen erzeugt werden.
  • Bei dem vorgeschlagenen Verfahren wird die vergrabene Struktur von einer Vorderseite der zu prüfenden Solarzelle oder Solarzellen-Vorstufe durch die Halbleiterschicht hindurch mit Licht in einem Wellenlängenbereich bestrahlt, für den alle zwischen der Vorderseite und der vergrabenen Struktur liegenden Schichten zumindest teilweise durchlässig sind. Dies erfordert in der Regel die Nutzung von Wellenlängenbereichen im infraroten Spektralbereich. Von der vergrabenen Struktur reflektierte und/oder gestreute und durch die Vorderseite wieder austretende Anteile des Lichts werden dann mit einem Detektor ortsaufgelöst erfasst, um eine ortsaufgelöste Intensitätsverteilung der reflektierten und/oder gestreuten Anteile über die Solarzelle oder Solarzellen-Vorstufe zu erhalten. Diese Intensitätsverteilung wird dann zur Bestimmung von geometrischen und/oder strukturellen Eigenschaften der vergrabenen Struktur ausgewertet. Bei den geometrischen Eigenschaften kann es sich beispielsweise um die Lage, Form und/oder Orientierung der Struktur handeln, bei den strukturellen Eigenschaften beispielsweise um die Homogenität der vergrabenen Struktur. Über die strukturellen Eigenschaften können dann Defekte wie beispielsweise Hohlräume in der Kontaktierung erkannt werden.
  • Das Verfahren wird zur Bestimmung der geometrischen und/oder strukturellen Eigenschaften in metallischen Kontaktstrukturen als vergrabenen Strukturen, insbesondere zur Bestimmung von Defekten in diesen metallischen Kontaktstrukturen genutzt. Das Verfahren und die zugehörige Vorrichtung arbeiten zerstörungsfrei und ermöglichen die Inspektion von Solarzellen oder Solarzellen-Vorstufen großflächig und mit hoher Ortsauflösung schnell, kontaktfrei und zerstörungsfrei von der Vorderseite her. Mit dem Verfahren lassen sich Merkmale bzw. Fehlerbilder an vergrabenen Strukturen an der Rückseite von Solarzellen oder Vorstufen von Solarzellen detektieren und einfach vermessen. Die Anwendung der Reflexionsmessung (Auflichtgeometrie) zur Inspektion der vergrabenen Strukturen erfordert keine besondere Halterung auf der Rückseite wie beispielsweise transparente Chucks oder Transportbänder bei einer Durchlichtbeleuchtung. Insbesondere lässt sich durch die vorderseitige Beleuchtung und Erfassung der reflektierten bzw. rückgestreuten Strahlanteile eine Inspektion der vergrabenen Strukturen an der Rückseite der Solarzelle vornehmen, ohne hierdurch die Solarzelle in irgendeiner Weise besonders handhaben, insbesondere drehen zu müssen. Dies erleichtert die Inline-Inspektion in Fertigungslinien für Solarzellen erheblich.
  • Vorzugsweise wird die Solarzelle oder Solarzellen-Vorstufe mit dem Licht vollflächig homogen bestrahlt und die Intensitätsverteilung mit einer ortsaufgelösten Kamera als Detektor aufgezeichnet. Bei der Inspektion von Solarmodulen, können auch mehrere Solarzellen des Moduls gleichzeitig vermessen werden, falls die eingesetzte Beleuchtungseinrichtung eine homogene Beleuchtung einer entsprechend großen Fläche ermöglicht. Eine vollflächige homogene Beleuchtung einer Solarzelle lässt sich mit einem geeigneten optischen System erreichen. Kameras mit entsprechend hoher Ortsauflösung, mit denen sich die gesamte Oberfläche der Solarzelle abbilden lässt, sind kommerziell verfügbar. Durch diese Kombination einer homogenen Ausleuchtung mit abbildender Kameratechnik können die Solarzellen vollflächig, schnell und störungsarm erfasst werden. Eine Inline-Qualitätskontrolle lässt sich damit mit entsprechend kurzen Taktzeiten durchführen. Vor allem bei der Inspektion von Solarzellen oder Solarzellen-Vorstufen mit Silizium-Halbleiterschichten mit Licht im Wellenlängenbereich zwischen 1000 und 1100 nm sind kostengünstige Kamerasysteme auf Basis von Si-Chips verfügbar, die eine hohe Pixelanzahl für hohe Ortsauflösung bei geringen Kosten für die Kamera aufweisen. Dadurch lassen sich mit einer Messung die gesamte Solarzelle oder Solarzellen-Vorstufe aufnehmen bzw. inspizieren und auch kleine Merkmale auflösen.
  • Das Verfahren und die Vorrichtung lassen sich hinsichtlich der zu inspizierenden Fläche einfach skalieren, beispielsweise von µm2- bis m2-Dimensionen, und bieten daher das Potential für die Integration in unterschiedliche Inspektions- und Messsysteme, beispielsweise auch in bestehende Sonnensimulatoren und Kamerasysteme für Solarzellen und Solarmodule. Die Wellenlängen-selektive Beleuchtung und Detektion in einem spektralen Bereich, in dem der in der Solarzelle eingesetzte Halbleiter transparent ist, ermöglicht die Erfassung der Rückseiten-Reflexion bei gleichzeitiger Minimierung von Streulichteinflüssen und Vorderseitenreflexionen.
  • Die Halbleiterschichten der mit dem vorgeschlagenen Verfahren und der zugehörigen Vorrichtung zu überprüfenden Solarzellen oder Solarzellen-Vorstufen sind in der Regel nicht vollständig transparent für die zur Inspektion eingesetzte Strahlung. So absorbieren beispielsweise Silizium-Halbleiterschichten auch Licht im Wellenlängenbereich zwischen 1000 und 1100 nm noch zu einem gewissen Anteil. Die Inspektion der unter der Halbleiterschicht vergrabenen Strukturen mit dem vorgeschlagenen Verfahren und der zugehörigen Vorrichtung ist dennoch möglich, da die Halbleiterschichten in Solarzellen eine relativ geringe Dicke aufweisen. Zum Erhalt eines ausreichenden Signal-Rauschverhältnisses bei der Messung sollte jedoch auch der Einfallswinkel (Winkel zur Normalen auf die Oberfläche der Solarzelle oder Solarzellen-Vorstufe) möglichst klein gewählt werden, um die optische Weglänge für das zur Messung genutzte Licht in der Halbleiterschicht zu minimieren. Sowohl die Beleuchtung als auch die Erfassung der rückgestreuten Strahlung erfolgen unter einem Winkel von ≤ 60° zur Normalen auf die Oberfläche der Solarzelle oder Solarzellen-Vorstufe.
  • Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist entsprechend eine Beleuchtungseinrichtung, eine Kamera und eine Auswerteeinrichtung auf. Die Beleuchtungseinrichtung ist so ausgebildet, dass mit ihr die vergrabene Struktur von der Vorderseite der zu prüfenden Solarzelle oder Solarzellen-Vorstufe durch die Halbleiterschicht hindurch mit Licht in einen Wellenlängenbereich bestrahlt werden kann, für den alle zwischen der Vorderseite und der vergrabenen Struktur liegenden Schichten zumindest teilweise durchlässig sind. Die Kamera ermöglicht die Erfassung der von der vergrabenen Struktur reflektierten und/oder gestreuten und durch die Vorderseite wieder austretenden Anteile des Lichts mit ausreichender Ortsauflösung, um eine ortsaufgelöste Intensitätsverteilung der reflektierten und/oder gestreuten Anteile über die Solarzelle oder Solarzellen-Vorstufe als Bild zu erhalten. Die Auswerteeinrichtung ist so ausgebildet, dass sie die Intensitätsverteilung zur Bestimmung von geometrischen und/oder strukturellen Eigenschaften der zur elektrischen Kontaktierung dienenden Struktur auswertet.
  • Vorzugsweise ist die Beleuchtungseinrichtung hierbei zur vollflächigen homogenen Beleuchtung einer Fläche von wenigstens 156 x 156 mm ausgebildet, um dadurch gängige 6-Zoll-Solarzellen vollflächig ausleuchten zu können. Die Beleuchtungseinrichtung und die Kamera sind außerdem so angeordnet, dass die Bestrahlung der Solarzelle oder Solarzellen-Vorstufe und die Erfassung der durch die Vorderseite austretenden Anteile des Lichts unter einem Winkel zur Normalen auf die Vorderseite der Solarzelle oder Solarzelle-Vorstufe erfolgt, der ≤ 60° beträgt. Die Beleuchtungseinrichtung emittiert vorzugsweise Licht einer Wellenlänge oder eines Wellenlängenbereiches, die bzw. der im Spektralbereich zwischen 1000 nm und 1100 nm liegt oder - bei einem größeren Wellenlängenbereich - diesen einschließt.
  • Das vorgeschlagene Verfahren und die zugehörige Vorrichtung lassen sich für die optische Inspektion von vergrabenen Strukturen in Solarzellen, Solarzellen-Vorstufen oder auch in Solarmodulen einsetzen, in denen die Solarzellen entsprechend inspiziert werden müssen. Ein besonderes Anwendungsgebiet ist die optische Detektion von vergrabenen Defekten der Solarzellenrückseite wie beispielsweise PERC-voids hinsichtlich der Quantifizierung in Ort und/oder Länge und/oder Verteilung und/oder Flächenanteil. Weiterhin lässt sich durch die Messung bzw. Inspektion auch die Position und Orientierung der vergrabenen Strukturen bestimmen, um dadurch die Ausrichtung aufeinander folgender Fertigungsprozesse untereinander, z.B. über einen Feldabgleich zu erreichen. Zudem können Prozessabweichungen wie beispielsweise Alterung von Sieben aus dem Siebdruckprozess erkannt und schon in Vorprozessen korrigiert werden oder als Eingriffsparameter für den Siebdruckprozess genutzt werden. Dadurch können auch die Wartungszeit von Prozessen (z.B. Siebdruck) und Prozessabweichungen reduziert werden.
  • Figurenliste
  • Das vorgeschlagene Verfahren und die zugehörige Vorrichtung werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung nochmals näher erläutert. Hierbei zeigt:
    • 1 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausgestaltung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Wege zur Ausführung der Erfindung
  • Mit dem vorgeschlagenen Verfahren und der zugehörigen Vorrichtung lassen sich Informationen zu strukturell-morphologischen Eigenschaften und Defekten von vergrabenen metallischen Kontaktstrukturen im Bereich der Rückseite von Solarzellen und Solarzellen-Vorstufen großflächig und mit hoher Ortsauflösung schnell, kontaktfrei und zerstörungsfrei inspizieren.
  • Dies wird anhand der schematischen Darstellung der 1 beispielhaft nochmals erläutert.
  • Aus einer Lichtquelle 2 wird hierzu Licht 3 mit einer Wellenlänge auf die Vorderseite einer Vorstufe einer Solarzelle eingestrahlt, die in diesem Beispiel lediglich eine Halbleiterschicht 4 mit einer darunter befindlichen Rückseitenmetallisierung 5 aufweist. Der Wellenlängenbereich des eingestrahlten Lichtes 3 ist derart gewählt, dass das Licht in der Lage ist, die vorderseitigen Schichten inklusive des Halbleitermaterials zu durchdringen. Im Fall von Siliziumsolarzellen muss hierzu eine Wellenlänge oberhalb von 1000 nm eingesetzt werden. Bei dieser Wellenlänge werden in Silizium mittlere Eindringtiefen von mehr als 450 µm realisiert. Dadurch kann das Licht 3 von der Vorderseite her in die Solarzelle bzw. Solarzellen-Vorstufe eindringen, an Strukturen auf der Rückseite bzw. zwischen der Halbleiterschicht und der Rückseite streuen und/oder reflektieren und die Solarzelle bzw. Solarzellen-Vorstufe wieder an der Vorderseite verlassen.
  • Das Licht kann auch von Bereichen der zu prüfenden Strukturen stärker oder geringer absorbiert werden als von anderen Bereichen der Strukturen. In 1 sind hierzu beispielhaft zwei lokale Bereiche 9 der Rückseitenmetallisierung 5 angedeutet, die zu unterschiedlicher Rückstreuung des eingestrahlten Lichtes 3 gegenüber den verbleibenden (homogenen) Bereichen der Rückseitenmetallisierung 5 führen. Diese unterschiedliche Rückstreuung kann durch unterschiedliche Absorption, unterschiedliche Transmission, unterschiedliche Reflexion oder unterschiedliche Streuung verursacht werden. Das von den homogenen Bereichen der Rückseitenmetallisierung 5 rückgestreute Licht 6, das von Bereichen demgegenüber unterschiedlicher Absorption rückgestreute Licht 7 und das von Bereichen mit gegenüber den homogenen Bereichen unterschiedlichen Streueigenschaften rückgestreute Licht 8 sind im unteren Teil der 1 schematisch mit Pfeilen angedeutet.
  • Das von den vergrabenen Strukturen durch die Vorderseite der Solarzelle bzw. Solarzellen-Vorstufe rückgestreute bzw. reflektierte Licht wird über eine Kamera 1 mit hoher Empfindlichkeit im passenden Wellenlängenbereich (z.B. 1050 nm) detektiert. Ideal für die Solarzellentechnologie ist dabei der Wellenlängenbereich zwischen 1000 nm und 1100 nm. In diesem Wellenlängenbereich ist es für das Licht 3 möglich, das Siliziumsubstrat zu durchdringen und nach Rückstreuung bzw. Reflexion an rückseitigen Strukturen wieder durch die Vorderseite zu verlassen. Weiterhin besteht in diesem Wellenlängenbereich die Möglichkeit, Silizium-Chip basierte Kamerasysteme für die Bildaufnahme zu nutzen. Diese Kamerasysteme zeichnen sich dadurch aus, dass sie gegenüber anderen (nicht Sibasierten) Bildsensoren kostengünstig zu erhalten sind. Für andere Materialsysteme sind die für das Verfahren und die Vorrichtung genutzten Wellenlängen oder Kamerasysteme entsprechend anzupassen.
  • Zur Vermeidung von Artefakten wird das Licht mit homogener Flächenverteilung für die Beleuchtung der Solarzelle oder Solarzellen-Vorstufe bereitgestellt. Die Beleuchtung erfolgt als Auflicht in Hellfeld- oder in Dunkelfeld-Ausführung. Für eine schnelle Kamerabewertung sollte das Lichtfeld die Solarzelle bzw. Solarzellen-Vorstufe vollflächig ausleuchten.
  • Vorzugsweise befindet sich die zu untersuchende Solarzelle oder Solarzellen-Vorstufe bei der Messung in einem verdunkelten Bereich, um Fremdlicht in dem für die Messung relevanten Wellenlängenbereich abzuschirmen. Optional kann die Kamera 1 auch mit einem Bandpass-Filter ausgerüstet werden, der nur den relevanten Wellenlängenbereich passieren lässt und Streulicht in anderen Wellenlängenbereichen abschirmt. Das mit der Kamera 1 aufgezeichnete Bild wird dann mit einer Auswerteeinrichtung 10 ausgewertet, um die gewünschten geometrischen und/oder strukturellen Eigenschaften der für die rückseitige Kontaktierung dienenden vergrabenen Strukturen zu bestimmen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Kamera
    2
    Beleuchtungseinrichtung
    3
    Licht der Beleuchtungseinrichtung
    4
    Halbleiterschicht
    5
    Rückseitenmetallisierung
    6
    von homogenen Bereichen rückgestreutes Licht
    7
    von Bereichen unterschiedlicher Absorption rückgestreutes Licht
    8
    von Bereichen mit unterschiedlichem Streuverhalten rückgestreutes Licht
    9
    Bereiche unterschiedlicher Absorption oder Rückstreuung
    10
    Auswerteeinrichtung

Claims (6)

  1. Verfahren zur Inspektion von vergrabenen Strukturen in Solarzellen und Solarzellen-Vorstufen, die während der Fertigung von Solarzellen gebildet werden, wobei die vergrabenen Strukturen (5, 9) zwischen einer Halbleiterschicht (4) und einer Rückseite der Solarzellen oder Solarzellen-Vorstufen liegen und zur Herstellung oder Vorbereitung der Herstellung einer elektrischen Kontaktierung dienen, bei dem - eine zu prüfende vergrabene Struktur (5, 9) von einer Vorderseite einer Solarzelle oder Solarzellen-Vorstufe durch die Halbleiterschicht (4) hindurch mit Licht (3) in einem Wellenlängenbereich bestrahlt wird, für den alle zwischen der Vorderseite und der vergrabenen Struktur (5, 9) liegenden Schichten zumindest teilweise durchlässig sind, - von der vergrabenen Struktur (5, 9) reflektierte und/oder gestreute und durch die Vorderseite austretende Anteile des Lichts (3) mit einem Detektor ortsaufgelöst erfasst werden, um eine ortsaufgelöste Intensitätsverteilung der reflektierten und/oder gestreuten Anteile über die Solarzelle oder Solarzellen-Vorstufe zu erhalten, und - die Intensitätsverteilung zur Bestimmung von geometrischen und/oder strukturellen Eigenschaften der Struktur (5, 9) ausgewertet wird, wobei die Intensitätsverteilung zur Bestimmung von geometrischen und/oder strukturellen Eigenschaften in einer metallischen Kontaktstruktur an einer Grenzfläche zur Halbleiterschicht (4) als vergrabene Struktur (5, 9) ausgewertet wird, und die Bestrahlung der Solarzelle oder Solarzellen-Vorstufe und die Erfassung der durch die Vorderseite austretenden Anteile des Lichts (3) unter einem Winkel zu einer Normalen auf die Vorderseite der Solarzelle oder Solarzellen-Vorstufe erfolgt, der ≤ 60° beträgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Intensitätsverteilung zur Bestimmung von Defekten in der metallischen Kontaktstruktur ausgewertet wird.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarzelle oder Solarzellen-Vorstufe mit dem Licht (3) vollflächig homogen bestrahlt und die Intensitätsverteilung mit einer ortsauflösenden Kamera (1) als Detektor aufgezeichnet wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarzelle oder Solarzellen-Vorstufe mit Licht (3) im infraroten Spektralbereich bestrahlt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Inspektion von vergrabenen Strukturen (5, 9) in Solarzellen und Solarzellen-Vorstufen von PERC-Solarzellen und/oder IBC-Solarzellen.
  6. Verfahren nach Anspruch 5 zur Erkennung von Kontaktierungsfehlern in vergrabenen Rückseitenkontakten.
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