JP2012501085A - 光電池エレメントの欠陥を位置特定し、不動化するためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(a)テープクリーニングとInデポジット:第1のオープンリールプロセスで、1cm幅のCuテープが化学的にクリーニングされ、濯がれる。次にインジウムが電気化学的に、テープの表側にだけデポジットされる。In層の厚さは、0.7μmの範囲である。±5%のIn層の均一性は、局所的に不変のスタート条件と前駆体の性質、とりわけ均質なCu濃度により得られる。
図2は、本発明の好ましい実施形態による光電池エレメンとこの光電池エレメント内のシャントを位置特定する装置の等価回路である。
図11aは、本発明の好ましい実施形態により位置が特定されたシャントを備える光電池エレメントの概略的断面図である。光電池エレメントは参照番号1100により示されている。光電池エレメント1100は好ましくは、銅テープ1160,CIS吸収層1140およびTCO層1120により形成されるCISCuT太陽電池である。好ましくは、銅テープ1160はバック電極を形成し、TCO層1120はフロント電極を形成する。CIS吸収層1140は電気的に高抵抗であり、p/n接合部を含む光活性ダイオードを形成する。この吸収層1140はまた伝導率の異なる2つの層から作製され、好ましくはn型CIS層とp型CuI層またはCuS層のダイオードを形成する。しかしたとえばp型CIS層と、CdS、ZnS、ZnOnまたはZnO:Alからなるn型層の組み合わせも可能である。さらにCIS層1140がこれら選択肢の1つから作製されることも理解できよう。
図13は、本発明の1つの実施形態により不動態化されたシャントを備える光電池エレメントの概略図である。好ましくは、光電池エレメント1100はオープンリール光電池エレメントであり、上から見て図示されている。対応して、フロント電極1120が溝1390とともに図示されており、溝は光電池エレメントのサイドエッジに沿って延在している。光電池エレメントのサイドエッジにある溝1390は、レーザーエッチングまたは化学エッチングにより形成される。これらの溝は、光電池エレメントの上側にあるTCO層を、図11aとbに示すように、光電池エレメントの側面にあるTCO層から分離する。これらの溝は、トップ電極からバック電極への短絡を防止する。さらに付加的な溝1370が図13に示されており、この溝は検知されたシャントを不動態化する。図13から分かるように、図12aと図12bに関して説明した不動態化の代わりに、完全な長方形が検知されたシャント位置の周囲に、レーザーエッチングまたは化学エッチングにより形成されている。
Claims (18)
- 光電池エレメントにおいてリーク電流を引き起こす欠陥を位置特定するための方法であって、
(i)光電池エレメントの少なくとも最小面積を有するエリアを照明するステップと、
(ii)光電池エレメントの一方の電極上にある照明エリア内の少なくとも1つの特定の測定位置で、照明された光電池エレメントの2つの電極に接触接続することにより、少なくとも1つの光誘発電気値を測定するステップと、
(iii)光電池エレメントの欠陥の位置を、測定された少なくとも1つの光誘発電気値と、少なくとも1つの特定の測定位置に基づいて特定するステップと
を有する方法。 - 請求項1記載の方法において、
前記ステップ(ii)における少なくとも1つの電気値は、光電池エレメントの一方の電極上にある少なくとも1つの測定接点を介して測定された光誘発電気値である方法。 - 請求項1または2記載の方法において、
前記ステップ(ii)において光電池エレメントは、種々異なる測定位置で複数の光誘発電気値を測定するための少なくとも1つの測定接点に関連して移動される方法。 - 請求項1から3までのいずれか1項記載の方法において、
光電池エレメントは、15m/分までの速度で移動され、光誘発電気値は少なくとも50μmごとに測定される方法。 - 請求項1から4までのいずれか1項記載の方法において、前記ステップ(iii)はさらに、
(iiia)位置に依存する光誘発電気値分布を、測定された少なくとも1つの電圧値と、対応する少なくとも1つの特定の測定位置とに基づいて決定するサブステップと、
(iiib)光誘発電気値分布に依存して前記位置の最小値または最大値を決定し、決定された最小値または最大値の位置を欠陥の位置として供給するサブステップと
を有する方法。 - 請求項5記載の方法において、
測定された光誘発電気値の差値が、第1の測定された光誘発電気値と、該第1の測定された光誘発電気値に先行する第2の測定された光誘発電気値との差を求めることにより計算される方法。 - 請求項6記載の方法において、
互いに間隔を置いて離間された2つの測定接点が、光誘発電気値の測定に使用され、
測定された光誘発電気値は、各測定接点に対する特定の測定位置に関連して別個に記憶され、
位置に依存する電圧分布が、複数の測定された光誘発電気値と、各測定接点に対応する特定の測定位置とに基づいて別個に決定され、
位置に依存する各電圧分布の最小値または最大値が、測定された光誘発電気値の計算された差の値と、各測定接点に対応する特定の測定位置とに基づいて別個に決定される方法。 - 請求項7記載の方法において、
前記測定された光誘発電気値の差値は、第1の測定された光誘発電気値と、該第1の測定された光誘発電気値に先行する第2の測定された光誘発電気値との差を求めることにより、各測定接点に対して別個に計算される方法。 - 請求項1から8までのいずれか1項記載の方法において、さらに
(iv)位置が特定された欠陥を電気的に不動態化するステップを有する方法。 - 請求項9記載の方法において、
前記ステップ(iv)は、位置特定された欠陥の周囲にあるエリア内で、少なくとも1つの電極を除去するステップを有する方法。 - 請求項9または10記載の方法において、
電極の1つはTCO層であり、
特定された欠陥の不動態化は、TCO層を化学エッチングまたはレーザーエッチングにより局所的に除去することにより行われる方法。 - 請求項11記載の方法において、
特定の幅のラインが、位置特定された各欠陥の周囲にレーザーエッチングにより描画され、
前記ラインに沿ってTCO層が除去され、これにより、不動態化ステップの後に、TCO層が、位置特定された欠陥と電気接触しても、電極として使用される残りのTCO層とは電気接触しないことが保証される方法。 - 請求項1から12までのいずれか1項記載の方法において、
光電池エレメントはオープンリール薄膜太陽電池である方法。 - 光電池エレメントにおいてリーク電流を引き起こす欠陥を不動態化するための方法であって、
(i)光電池エレメントの少なくとも最小面積を有するエリアを照明するステップと、
(ii)欠陥の位置を、光電池エレメントの電極間の電位の少なくとも1つの光誘発電気値と、光電池エレメントの一方の電極上にある照明エリア内の対応する測定位置とに基づいて特定するステップと、
(iii)位置特定された欠陥のあるエリア内で少なくとも1つの電極を除去するステップと
を有する方法。 - 請求項14記載の方法において、さらに
(iia)光電池エレメントを、位置特定された個所に位置決めするステップを有し、
前記少なくとも1つの電極はTCO層であり、欠陥はシャントであり、
前記ステップ(iii)は、位置特定されたシャントのエリアにあるTCO層を、エッチングにより除去するステップを有し、これによりTCO層を除去した後にシャントがフロント電極と電気接点を有しないことが保証される方法。 - 光電池エレメントにおいてリーク電流を引き起こす欠陥を位置特定するためのシステムであって、
・光電池エレメントの少なくとも最小面積のエリアを照明する手段と、
・光電池エレメントの電極間の電位の少なくとも1つの光誘発電気値を、光電池エレメントの一方の電極上の照明エリア内にある少なくとも1つの特定の測定位置で測定する手段と、
・欠陥の位置を、測定された少なくとも1つの光誘発電気値と、少なくとも1つの特定の測定位置とに基づいて特定する手段とを有するシステム。 - 請求項16記載のシステムにおいて、
前記測定手段は、光電池エレメントの一方の電極上で光誘発電気値を測定するための少なくとも1つの測定接点を有し、
前記電気値は光誘発電気値であり、
前記測定手段はさらに、光電池エレメントを、種々異なる測定位置で複数の光誘発電気値を測定するために、少なくとも1つの測定接点に関連して運動させ、測定された少なくとも1つ光誘発電気値を、少なくとも1つの特定の測定位置に関連して記憶するよう構成されているシステム。 - 請求項16または17記載のシステムにおいて、前記決定手段はさらに、
・測定された少なくとも1つの光誘発電気値と、対応する少なくとも1つの特定の測定位置とに基づいて、電位に関して位置に依存する電圧分布を決定するための電圧分布決定手段と、
・電圧分布に依存して位置の最小値または最大値を決定し、決定された最小値または最大値の位置を欠陥の位置として供給する最小値決定手段とを有するシステム。
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