JP2014007250A - 太陽電池の製造工程における発電性能の予測方法、並びにそれを用いた製造工程における最適化方法及び異常検知方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】太陽電池モジュール基板(複数の透明電極付)を準備し、その基板上に発電層を形成する(ステップS1)。続いて、この半導体素子(基板)に対して2種類のポンプ光(発電層の禁制帯幅(バンドギャップ)以上及び未満のエネルギーを有する光)を照射する(ステップS2)。続いて、2種類のポンプ光に応答する隣接する透明電極間の電流(Ivis及びInir)を測定する(ステップS3)。次に、光電流比(Ivis/Inir)を算出する(ステップS4)。そして、この光電流比(Ivis/Inir)から、製造後の太陽電池の曲線因子(FF)と発電効率を予測する(ステップS5)。
【選択図】図2
Description
複数の透明電極又は裏面電極に対して発電層が積層された工程段階の基板に対して、波長領域の異なる第1及び第2のポンプ光を同時に又は交互に照射する照射ステップと、発電層の形成時もしくは発電層の形成後において、複数の透明電極又は裏面電極のうち隣接する2つの透明電極又は裏面電極に対して、照射ステップにより第1のポンプ光を照射したときの2つの透明電極間又は裏面電極間の第1の電流と、第2のポンプ光を照射したときの2つの透明電極間又は裏面電極間の第2の電流とをそれぞれ測定する電流測定ステップと、電流測定ステップにより測定された第1及び第2の電流の電流比を算出する電流比算出ステップと、電流比算出ステップにより算出された電流比に基づいて、製造後の太陽電池の曲線因子及び発電効率を予測するステップとを含むことを特徴とする。
複数の透明電極又は裏面電極に対して発電層が積層された工程段階の基板に対して、波長領域の異なる第1及び第2のポンプ光を同時に又は交互に照射する照射手順と、発電層の形成時もしくは発電層の形成後において、複数の透明電極又は裏面電極のうち隣接する2つの透明電極又は裏面電極に対して、照射手順により第1のポンプ光を照射したときの2つの透明電極間又は裏面電極間の第1の電流と、第2のポンプ光を照射したときの2つの透明電極間又は裏面電極間の第2の電流とをそれぞれ測定する電流測定手順と、電流測定手順により測定された第1及び第2の電流の電流比を算出する電流比算出手順と、電流比算出手順により算出された電流比に基づいて、製造後の太陽電池の曲線因子及び発電効率を予測する予測手順と、からなる手順を繰り返して、電流比が増加するプロセス条件を探索する探索ステップと、探索ステップを繰り返して電流比が最大となるプロセス条件を最適プロセス条件と判定する判定ステップとを含むことを特徴とする。
複数の透明電極又は裏面電極に対して発電層が積層された工程段階の基板に対して、波長領域の異なる第1及び第2のポンプ光を同時に又は交互に照射する照射ステップと、発電層の形成時もしくは発電層の形成後において、複数の透明電極又は裏面電極のうち隣接する2つの透明電極又は裏面電極に対して、照射ステップにより第1のポンプ光を照射したときの2つの透明電極間又は裏面電極間の第1の電流と、第2のポンプ光を照射したときの2つの透明電極間又は裏面電極間の第2の電流とをそれぞれ測定する電流測定ステップと、電流測定ステップにより測定された第1及び第2の電流の電流比を算出する電流比算出ステップと、電流比算出ステップにより算出された電流比が所定値以下であるか否かを判定し、電流比が所定値以下のときプロセス異常と判定する判定ステップとを含むことを特徴とする。
まず、基板11上に透明電極12(例えば、F添加SnO2、ITO、Ga添加ZnO、Al添加ZnO、In添加ZnO等)を熱CVD(Chemical Vapor Deposition:化学気相成長)法もしくはスパッタリング法を用いて形成した後、スクライブ法により透明電極12を複数に分割する。
12、12a、12b 透明電極
13 発電層
14 裏面電極
21a 可視光
21b 可視光の反射光
22a 近赤外光
22b 近赤外光の反射光
31 直流電源
32 電流計
33、34 プローブ接触位置
Claims (7)
- 基板側から透明電極、発電層及び裏面電極の順で、又は基板側から裏面電極、発電層及び透明電極の順で積層された構造の太陽電池の製造工程における発電性能の予測方法であって、
複数の前記透明電極又は前記裏面電極に対して前記発電層が積層された工程段階の前記基板に対して、波長領域の異なる第1及び第2のポンプ光を同時に又は交互に照射する照射ステップと、
前記発電層の形成時もしくは前記発電層の形成後において、複数の前記透明電極又は前記裏面電極のうち隣接する2つの透明電極又は前記裏面電極に対して、前記照射ステップにより前記第1のポンプ光を照射したときの前記2つの透明電極間又は前記裏面電極間の第1の電流と、前記第2のポンプ光を照射したときの前記2つの透明電極間又は前記裏面電極間の第2の電流とをそれぞれ測定する電流測定ステップと、
前記電流測定ステップにより測定された前記第1及び第2の電流の電流比を算出する電流比算出ステップと、
前記電流比算出ステップにより算出された前記電流比に基づいて、製造後の前記太陽電池の曲線因子及び発電効率を予測するステップと
を含むことを特徴とする太陽電池の製造工程における発電性能の予測方法。 - 前記第1のポンプ光は前記発電層のバンドギャップ以上のエネルギーを有する光であり、前記第2のポンプ光は前記発電層のバンドギャップ未満のエネルギーを有する光であることを特徴とする請求項1記載の太陽電池の製造工程における発電性能の予測方法。
- 前記発電層は、p層、i層及びn層の積層構造であり、前記発電層形成時は前記i層の成膜時であり、前記発電層形成後は前記i層の成膜後前記n層の成膜前であることを特徴とする請求項1又は2記載の太陽電池の製造工程における発電性能の予測方法。
- 基板側から透明電極、発電層及び裏面電極の順で、又は基板側から裏面電極、発電層及び透明電極の順で積層された構造の太陽電池の製造工程における最適化方法であって、
複数の前記透明電極又は前記裏面電極に対して前記発電層が積層された工程段階の前記基板に対して、波長領域の異なる第1及び第2のポンプ光を同時に又は交互に照射する照射手順と、
前記発電層の形成時もしくは前記発電層の形成後において、複数の前記透明電極又は前記裏面電極のうち隣接する2つの透明電極又は前記裏面電極に対して、前記照射手順により前記第1のポンプ光を照射したときの前記2つの透明電極間又は前記裏面電極間の第1の電流と、前記第2のポンプ光を照射したときの前記2つの透明電極間又は前記裏面電極間の第2の電流とをそれぞれ測定する電流測定手順と、
前記電流測定手順により測定された前記第1及び第2の電流の電流比を算出する電流比算出手順と、
前記電流比算出手順により算出された前記電流比に基づいて、製造後の前記太陽電池の曲線因子及び発電効率を予測する予測手順と、
からなる手順を繰り返して、前記電流比が増加するプロセス条件を探索する探索ステップと、
前記探索ステップを繰り返して前記電流比が最大となるプロセス条件を最適プロセス条件と判定する判定ステップと
を含むことを特徴とする太陽電池の製造工程における最適化方法。 - 前記第1のポンプ光は前記発電層のバンドギャップ以上のエネルギーを有する光であり、前記第2のポンプ光は前記発電層のバンドギャップ未満のエネルギーを有する光であることを特徴とする請求項4記載の太陽電池の製造工程における最適化方法。
- 基板側から透明電極、発電層及び裏面電極の順で、又は基板側から裏面電極、発電層及び透明電極の順で積層された構造の太陽電池の製造工程における異常検知方法であって、
複数の前記透明電極又は前記裏面電極に対して前記発電層が積層された工程段階の前記基板に対して、波長領域の異なる第1及び第2のポンプ光を同時に又は交互に照射する照射ステップと、
前記発電層の形成時もしくは前記発電層の形成後において、複数の前記透明電極又は前記裏面電極のうち隣接する2つの透明電極又は前記裏面電極に対して、前記照射ステップにより前記第1のポンプ光を照射したときの前記2つの透明電極間又は前記裏面電極間の第1の電流と、前記第2のポンプ光を照射したときの前記2つの透明電極間又は前記裏面電極間の第2の電流とをそれぞれ測定する電流測定ステップと、
前記電流測定ステップにより測定された前記第1及び第2の電流の電流比を算出する電流比算出ステップと、
前記電流比算出ステップにより算出された前記電流比が所定値以下であるか否かを判定し、前記電流比が前記所定値以下のときプロセス異常と判定する判定ステップと
を含むことを特徴とする太陽電池の製造工程における異常検知方法。 - 前記第1のポンプ光は前記発電層のバンドギャップ以上のエネルギーを有する光であり、前記第2のポンプ光は前記発電層のバンドギャップ未満のエネルギーを有する光であることを特徴とする請求項6記載の太陽電池の製造工程における異常検知方法。
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