JP2018038184A - Evaluation method and evaluation device for solar battery and evaluation program for solar battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は太陽電池の評価方法及び評価装置並びに太陽電池の評価用プログラムに係り、特に太陽電池の内部量子効率の測定結果に基づいて太陽電池の性能を評価する評価方法及び評価装置並びに評価用プログラムに関する。 The present invention relates to a solar cell evaluation method, an evaluation device, and a solar cell evaluation program, and in particular, an evaluation method, an evaluation device, and an evaluation program for evaluating the performance of a solar cell based on the measurement result of the internal quantum efficiency of the solar cell. About.
太陽電池には表面での光励起キャリアの再結合を抑制するためにパッシベーション膜と呼ばれる、絶縁体や半導体の薄膜が太陽光照射面側(以下、表面側とも称する)に成膜される。シリコン系の太陽電池においては、窒化シリコン、酸化ケイ素、酸化アルミニウムなどがパッシベーション膜に使われる。このような絶縁体によるパッシベーション膜を表面側に有する太陽電池には、表面側と反対側の裏面に合金層をBSF(Back Surface Field)層として有する構造のものが多い。この合金層は電界効果パッシベーション膜として振舞う。 In order to suppress recombination of photoexcited carriers on the surface of the solar cell, an insulator or semiconductor thin film called a passivation film is formed on the solar light irradiation surface side (hereinafter also referred to as the surface side). In silicon-based solar cells, silicon nitride, silicon oxide, aluminum oxide or the like is used for the passivation film. Many solar cells having a passivation film made of such an insulator on the front side have a structure having an alloy layer as a BSF (Back Surface Field) layer on the back side opposite to the front side. This alloy layer behaves as a field effect passivation film.
しかし、上記の合金層は再結合速度が絶縁体によるパッシベーション膜よりも速くなり易く、また、合金層での光の吸収が効率低下の原因となる。そこで、近年では合金層に代わり光損失も再結合も少なくし、高電圧・高電流ひいては高効率を実現するための新しいパッシベーション膜を裏面側にも作る方式の太陽電池が主流になりつつある。例としては、裏面側に絶縁膜を有する構造(PERC:Passivated Emitter and Rear Contact Cell)、拡散層を有する構造(PERT:Passivated Emitter,Rear Totally-diffused)、ヘテロ接合層を有する構造(HIT:Heterojunction with Intrinsic Thin-layer)などがある。 However, the above alloy layer is likely to have a recombination rate faster than that of a passivation film made of an insulator, and light absorption in the alloy layer causes a decrease in efficiency. Therefore, in recent years, solar cells of a type in which a new passivation film for realizing high voltage, high current, and thus high efficiency is formed on the back side instead of an alloy layer to reduce optical loss and recombination are becoming mainstream. Examples include a structure having an insulating film on the back side (PERC: Passivated Emitter and Rear Contact Cell), a structure having a diffusion layer (PERT: Passivated Emitter, Rear Totally-diffused), and a structure having a heterojunction layer (HIT: Heterojunction). with Intrinsic Thin-layer).
このような裏面側にパッシベーション膜を有する太陽電池は、以前の構造より複雑であるため、裏面プロセスの最適化が重要であり、開発段階等で裏面パッシベーション膜の評価が行えれば最適化が大きく加速される。また、裏面側パッシベーション膜の評価は、太陽電池の裏面が熱サイクル、電圧、光照射、湿気、経時変化を含む何らかの原因で劣化した際の故障原因の特定を容易にする。 Such a solar cell having a passivation film on the back side is more complicated than the previous structure, so it is important to optimize the back side process. If the back side passivation film can be evaluated at the development stage, etc., the optimization will be large. Accelerated. Further, the evaluation of the back surface side passivation film facilitates the identification of the cause of failure when the back surface of the solar cell is deteriorated for some reason including thermal cycle, voltage, light irradiation, moisture, and aging.
太陽電池の裏面側パッシベーション膜の特性は、主に長波長領域での分光感度の変化として現れる。シリコン系太陽電池において量子効率が測定できる場合は、励起波長900nm〜950nmの領域の量子効率が変化する様子で裏面側パッシベーション膜でのキャリア再結合速度を定性的に評価できる。この場合、量子効率の変化は1%程度であるから、測定位置での反射を同時に測定するタイプの、例えば特許文献1に記載の内部量子効率測定装置による高精度測定が必要である。太陽電池が両面受光可能な構造である場合は、裏面受光で量子効率測定を行い、300〜500nmの短波長領域での量子効率からパッシベーション膜でのキャリア再結合速度を定性的に評価できる。
The characteristics of the backside passivation film of the solar cell appear mainly as a change in spectral sensitivity in the long wavelength region. When the quantum efficiency can be measured in the silicon-based solar cell, the carrier recombination speed in the backside passivation film can be qualitatively evaluated as the quantum efficiency in the region of the excitation wavelength of 900 nm to 950 nm changes. In this case, since the change in quantum efficiency is about 1%, high-accuracy measurement using an internal quantum efficiency measurement device described in, for example,
ここで、量子効率とは、或る波長の単色光が太陽電池に入射された際に、その光子が外部電流として取り出される確率を表す。太陽電池内部の品質を評価するにあたっては、太陽電池の反射率をRとしたとき、(1−R)で表される量で量子効率を除算して得られる内部量子効率がよく使われる(例えば、非特許文献1参照)。ある光子が太陽電池のnp接合にあたる位置で吸収されるとほぼ100%の確率で外部電流として取り出せるが、np接合から離れた位置で光子が吸収された場合、当該光子に起因する少数キャリアがnp接合まで拡散してはじめて外部電流として取り出せる。この場合、表面や半導体内部での被輻射再結合によりある確率で少数キャリアがnp接合まで到達しない。これを主因として、励起波長が短いと光子の大部分がnp接合より表面側で吸収されるため表面側での再結合の影響を主に受け、量子効率が1より小さくなる。 Here, the quantum efficiency represents the probability that a photon is extracted as an external current when monochromatic light having a certain wavelength is incident on the solar cell. In evaluating the quality inside the solar cell, when the reflectance of the solar cell is R, the internal quantum efficiency obtained by dividing the quantum efficiency by the amount represented by (1-R) is often used (for example, Non-Patent Document 1). When a photon is absorbed at a position corresponding to the np junction of the solar cell, it can be extracted as an external current with a probability of almost 100%. However, when a photon is absorbed at a position away from the np junction, minority carriers resulting from the photon are np. It can be taken out as an external current only after diffusion to the junction. In this case, minority carriers do not reach the np junction with a certain probability due to radiative recombination on the surface or inside the semiconductor. Mainly due to this, when the excitation wavelength is short, most of the photons are absorbed on the surface side from the np junction, so that it is mainly affected by recombination on the surface side, and the quantum efficiency becomes smaller than 1.
図9は、太陽電池表面の再結合速度が量子効率に及ぼす影響を示す、太陽電池の入射光波長対内部量子効率特性を示す。同図に示す特性は表面側が平坦であり、裏面側が完全導体による電極が取り付けられた結晶シリコン太陽電池で、厚みは300μm、接合深さは1μm、少数キャリアの表面再結合速度は表面側で4cm/s、裏面側で27cm/s、拡散長は表面側で1.5μm、裏面側で200μmとし、計算方法は連続の式及びドルーデモデルにより得た特性である。図9中、実線Iは表面再結合速度を表面側及び裏面側共に100cm/sとしたときの特性、破線IIは裏面側再結合速度を2000cm/sまで増やした場合の特性、点線IIIは表面側再結合速度を2000cm/sまで増やした場合の特性を示す。図9に示すように、いずれも長波長と短波長の内部量子効率が下がっている様子が分かる。従来の太陽電池の評価方法では、このような内部量子効率の変化から太陽電池の性能低下の原因を探索している。 FIG. 9 shows the incident light wavelength versus internal quantum efficiency characteristics of a solar cell, showing the effect of the recombination velocity of the solar cell surface on the quantum efficiency. The characteristic shown in the figure is a crystalline silicon solar cell having a flat surface on the front side and an electrode made of a perfect conductor on the back side. The thickness is 300 μm, the junction depth is 1 μm, and the surface recombination velocity of minority carriers is 4 cm on the surface side. / s, 27 cm / s on the back surface side, diffusion length is 1.5 μm on the front surface side, and 200 μm on the back surface side, and the calculation method is a characteristic obtained by a continuous equation and Drude model. In FIG. 9, the solid line I indicates the characteristics when the surface recombination velocity is 100 cm / s on both the front and back sides, the broken line II indicates the characteristics when the back surface recombination velocity is increased to 2000 cm / s, and the dotted line III indicates the surface. The characteristic is shown when the side recombination velocity is increased to 2000 cm / s. As shown in FIG. 9, it can be seen that the internal quantum efficiencies of both the long wavelength and the short wavelength are decreasing. In the conventional solar cell evaluation method, the cause of the performance degradation of the solar cell is searched from the change of the internal quantum efficiency.
次に、従来の太陽電池の他の評価方法について説明する。裏面での低い量子効率の理由が分かっている場合に限れば、その原因に特徴的な構造を観察しながら製造プロセスの最適化を行えばよい。例えば、両面に絶縁膜のあるPERC構造の太陽電池では、裏面側のアルミ電極に空洞ができ易く、これによって太陽電池としての特性が著しく悪化する。そこで、従来は超音波探傷機を使う方法や、単に太陽電池を切断して電子顕微鏡によって観察する方法で上記空洞などを発見している。 Next, another evaluation method for a conventional solar cell will be described. Only when the reason for the low quantum efficiency on the back surface is known, the manufacturing process may be optimized while observing the structure characteristic of the cause. For example, in a solar cell having a PERC structure having insulating films on both sides, a cavity is likely to be formed in the aluminum electrode on the back surface side, which significantly deteriorates the characteristics as a solar cell. Therefore, conventionally, the above-described cavity or the like has been discovered by a method using an ultrasonic flaw detector or a method in which a solar cell is simply cut and observed with an electron microscope.
しかしながら、裏面側パッシベーション膜を有する太陽電池において、発電特性が設計よりも悪い場合、内部量子効率の変化から太陽電池の性能低下の原因を探索する従来の太陽電池の評価方法(第1の従来方法)では、励起光のスポットサイズ及び励起波長で決まる空間分解能を変化させた内部量子効率の測定ができないため、裏面側のどこが悪いのかを特定できない。一方、太陽電池を破壊して超音波探傷機や電子顕微鏡で発電特性の低下の原因を特定する後者の従来の太陽電池の評価方法(第2の従来方法)では、想定した原因と異なる異常が太陽電池にある場合異常が発見されず、その太陽電池の評価方法のみで原因の究明を行おうとすると、総当たり的に各種の測定を行わなければならない。 However, in a solar cell having a backside passivation film, when the power generation characteristics are worse than the design, a conventional solar cell evaluation method (first conventional method) for searching for the cause of the performance degradation of the solar cell from the change in internal quantum efficiency ) Cannot measure the internal quantum efficiency by changing the spatial resolution determined by the spot size and excitation wavelength of the excitation light, and therefore cannot identify what is wrong on the back side. On the other hand, in the latter conventional solar cell evaluation method (second conventional method) in which the solar cell is destroyed and the cause of the decrease in power generation characteristics is determined by an ultrasonic flaw detector or an electron microscope, an abnormality different from the assumed cause is present. If there is no abnormality found in the solar cell and an attempt is made to investigate the cause only by the evaluation method of the solar cell, various measurements must be performed brute force.
そのため、現状では上記の2つの従来の太陽電池の評価方法を組み合わせた評価プロセスが採用される。例えば、表面側及び裏面側の両方にパッシベーション膜のあるp型シリコン基板を使ったPERC構造の太陽電池の場合は、第1の従来方法で複数の太陽電池を評価して比較し、裏面側に問題があるかどうかを特定する。続いて、裏面側に問題がある太陽電池のうち、裏面側の例えばアルミナによるパッシベーション膜に問題があるのか、裏面側のアルミ電極が接している部分に問題があるのかを第2の従来方法で太陽電池を破壊して特定する。すなわち、従来は太陽電池を破壊しなければ、太陽電池の裏面側の問題個所の特定が極めて困難であり、改善の目途が立たないという問題がある。 Therefore, at present, an evaluation process in which the above two conventional solar cell evaluation methods are combined is employed. For example, in the case of a solar cell having a PERC structure using a p-type silicon substrate having a passivation film on both the front surface side and the back surface side, a plurality of solar cells are evaluated and compared by the first conventional method. Determine if there is a problem. Subsequently, in the solar cell having a problem on the back surface side, the second conventional method determines whether there is a problem with the passivation film made of alumina, for example, on the back surface side, or the portion in contact with the aluminum electrode on the back surface side. Identify by destroying solar cells. That is, conventionally, unless the solar cell is destroyed, it is extremely difficult to identify a problem portion on the back side of the solar cell, and there is a problem that improvement is not promising.
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、太陽電池の裏面側の特性を非破壊で評価することで、製造プロセスの最適化を実現し得る太陽電池の評価方法及び評価装置並びに太陽電池の評価用プログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and by evaluating the characteristics of the back side of the solar cell in a non-destructive manner, a solar cell evaluation method and an evaluation device capable of realizing optimization of the manufacturing process, and a solar cell The purpose is to provide an evaluation program.
上記の目的を達成するため、第1の発明の太陽電池の評価方法は、波長及びスポットサイズをそれぞれ任意に可変可能な励起光を、移動可能な試料台に載置された太陽電池の受光面に照射し、前記太陽電池からの反射光及び前記励起光の各光電変換信号と前記太陽電池の出力信号とに基づいて、前記太陽電池の評価結果を得る太陽電池の評価方法であって、少なくとも前記励起光のスポットサイズを、前記太陽電池の表面電極の電極幅の2倍以上で、かつ、前記太陽電池の基板厚さに極力近い値に制御する光制御ステップと、前記光制御ステップによりスポットサイズが制御された前記励起光を、前記試料台に載置された前記太陽電池の受光面の複数の測定点のそれぞれに順次照射して得た、前記太陽電池の内部量子効率の空間分布に基づいて、前記太陽電池の前記受光面と反対側の裏面構造の評価を行う評価ステップと、を含むことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the solar cell evaluation method according to the first aspect of the present invention is the light receiving surface of a solar cell mounted on a movable sample stage with excitation light whose wavelength and spot size can be arbitrarily changed. A solar cell evaluation method for obtaining an evaluation result of the solar cell based on the photoelectric conversion signals of the reflected light from the solar cell and the excitation light and the output signal of the solar cell. A light control step for controlling the spot size of the excitation light to be not less than twice the electrode width of the surface electrode of the solar cell and as close as possible to the substrate thickness of the solar cell; and the spot by the light control step The spatially distributed internal quantum efficiency of the solar cell obtained by sequentially irradiating each of the plurality of measurement points on the light receiving surface of the solar cell placed on the sample stage with the excitation light whose size is controlled Based on , Characterized in that it comprises a, an evaluation step of evaluating the opposite side of the back structure and the light receiving surface of the solar cell.
また、上記の目的を達成するため、第2の発明の太陽電池の評価方法は、水平面を2軸方向に指定された距離だけ移動可能な試料台に載置された太陽電池の受光面に、波長及びスポットサイズをそれぞれ所望の値に制御した励起光を照射する光照射ステップと、前記励起光が、前記受光面に形成された表面電極で反射して得られた反射光、及び前記受光面照射前の前記励起光の各光電変換信号と、前記表面電極の出力信号とに基づいて、励起光強度、全反射光強度及び光電流を測定し、その測定結果から前記太陽電池の内部量子効率及び反射率を算出する算出ステップと、前記太陽電池の受光面における複数の測定点のそれぞれの測定結果から得られた前記算出ステップによる前記内部量子効率及び前記反射率と、前記励起光の波長とに基づいて、前記太陽電池の評価結果を得る評価ステップとを含み、前記光照射ステップは、少なくとも前記励起光のスポットサイズを、前記表面電極の電極幅の2倍以上で、かつ、前記太陽電池の基板厚さに極力近い値に制御した前記励起光を前記受光面に照射し、前記評価ステップは、前記太陽電池の前記受光面と反対側の裏面構造の評価を行うことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the solar cell evaluation method according to the second aspect of the invention provides a light receiving surface of a solar cell mounted on a sample stage that can move a horizontal plane by a specified distance in two axial directions. A light irradiation step of irradiating excitation light having a wavelength and a spot size controlled to desired values, reflected light obtained by reflecting the excitation light with a surface electrode formed on the light receiving surface, and the light receiving surface; Based on each photoelectric conversion signal of the excitation light before irradiation and the output signal of the surface electrode, the excitation light intensity, total reflection light intensity, and photocurrent are measured, and the internal quantum efficiency of the solar cell is determined from the measurement results. And the calculation step for calculating the reflectance, the internal quantum efficiency and the reflectance by the calculation step obtained from the measurement results of each of a plurality of measurement points on the light receiving surface of the solar cell, and the wavelength of the excitation light Based on An evaluation step of obtaining an evaluation result of the solar cell, and the light irradiation step includes at least a spot size of the excitation light that is not less than twice the electrode width of the surface electrode, and the substrate of the solar cell. The excitation light controlled to a value as close as possible to the thickness is irradiated to the light receiving surface, and the evaluation step evaluates a back surface structure opposite to the light receiving surface of the solar cell.
また、上記の目的を達成するため、第3の発明の太陽電池の評価方法は、第2の発明の光照射ステップが、前記励起光の波長を、基準試料の内部量子効率よりも低い内部量子効率が得られる第1の波長又は前記太陽電池の基板が略透明に見える第2の波長に制御し、第5の発明の評価ステップが、前記励起光が前記第1の波長の時に前記複数の測定点のそれぞれの測定結果に基づき前記算出ステップにより算出された第1の内部量子効率及び第1の反射率と、前記励起光が前記第2の波長の時に前記複数の測定点のそれぞれの測定結果に基づき前記算出ステップにより算出された第2の反射率とを用いて、前記太陽電池の裏面構造の評価を行うことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a solar cell evaluation method according to a third aspect of the invention is characterized in that, in the light irradiation step of the second aspect, the wavelength of the excitation light is lower than the internal quantum efficiency of the reference sample. The first wavelength at which efficiency is obtained or the second wavelength at which the substrate of the solar cell appears to be substantially transparent is controlled, and the evaluation step of the fifth aspect of the invention is characterized in that the plurality of the excitation light is at the first wavelength. The first internal quantum efficiency and the first reflectance calculated by the calculation step based on the measurement results of the measurement points, and the measurement of each of the plurality of measurement points when the excitation light has the second wavelength. The back surface structure of the solar cell is evaluated using the second reflectance calculated in the calculation step based on the result.
また、上記の目的を達成するため、第4の発明の太陽電池の評価装置は、波長及びスポットサイズをそれぞれ任意に可変可能な励起光を、移動可能な試料台に載置された太陽電池の受光面に照射し、前記太陽電池からの反射光及び前記励起光の各光電変換信号と前記太陽電池の出力信号とに基づいて、前記太陽電池の評価結果を得る太陽電池の評価装置であって、少なくとも前記励起光のスポットサイズを、前記太陽電池の表面電極の電極幅の2倍以上で、かつ、前記太陽電池の基板厚さに極力近い値に制御する光制御手段と、前記光制御手段によりスポットサイズが制御された前記励起光を、前記試料台に載置された前記太陽電池の受光面の複数の測定点のそれぞれに順次照射して得た、前記太陽電池の内部量子効率の空間分布に基づいて、前記太陽電池の前記受光面と反対側の裏面構造の評価を行う評価手段と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a solar cell evaluation apparatus according to a fourth aspect of the present invention is a solar cell mounted on a movable sample stage with excitation light whose wavelength and spot size can be arbitrarily changed. An evaluation device for a solar cell that irradiates a light receiving surface and obtains an evaluation result of the solar cell based on each photoelectric conversion signal of reflected light from the solar cell and the excitation light and an output signal of the solar cell. A light control unit that controls at least the spot size of the excitation light to a value that is at least twice the electrode width of the surface electrode of the solar cell and is as close as possible to the substrate thickness of the solar cell; and the light control unit The space of the internal quantum efficiency of the solar cell obtained by sequentially irradiating each of the plurality of measurement points on the light receiving surface of the solar cell placed on the sample stage with the excitation light whose spot size is controlled by Based on distribution It characterized in that it comprises an evaluation unit for evaluating the opposite side of the back structure and the light receiving surface of the solar cell.
また、上記の目的を達成するため、第5の発明の太陽電池の評価装置は、太陽電池が載置され、その太陽電池の表面に平行な水平面を2軸方向に指定された距離だけ移動可能な試料台と、前記試料台を移動する移動機構と、波長及び前記太陽電池の受光面におけるスポットサイズがそれぞれ所望の値に制御された励起光を発生して、前記太陽電池の受光面に照射する光照射手段と、照射された前記励起光が、受光面に形成された表面電極で反射された反射光、及び前記受光面照射前の前記励起光の各光電変換信号と、前記表面電極の出力信号とに基づいて、励起光強度、全反射光強度及び光電流を測定し、その測定結果から前記太陽電池の内部量子効率及び反射率を算出する算出手段と、前記移動機構を駆動制御して、前記励起光のスポットが前記太陽電池の受光面における複数の測定点を順次位置するように前記試料台を移動させる駆動制御手段と、前記複数の測定点のそれぞれの測定結果から得られた前記算出手段による前記内部量子効率及び前記反射率と、前記励起光の波長とに基づいて、前記太陽電池の評価結果を得る評価手段とを備え、
前記光照射手段は、少なくとも前記励起光のスポットサイズを、前記表面電極の電極幅の2倍以上で、かつ、前記太陽電池の基板厚さに極力近い値に制御し、前記評価手段は、前記太陽電池の前記受光面と反対側の裏面構造の評価を行うことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the solar cell evaluation apparatus according to the fifth aspect of the invention is mounted with a solar cell, and can move a horizontal plane parallel to the surface of the solar cell by a specified distance in two axial directions. A sample stage, a moving mechanism for moving the sample stage, an excitation light whose wavelength and spot size on the light receiving surface of the solar cell are controlled to desired values, and irradiated to the light receiving surface of the solar cell. Light irradiation means, reflected light reflected by the surface electrode formed on the light receiving surface, each photoelectric conversion signal of the excitation light before the light receiving surface irradiation, and the surface electrode Based on the output signal, excitation light intensity, total reflected light intensity and photocurrent are measured, and calculation means for calculating the internal quantum efficiency and reflectance of the solar cell from the measurement results, and driving control of the moving mechanism are performed. The excitation light spot Drive control means for moving the sample stage so as to sequentially position a plurality of measurement points on the light receiving surface of the solar cell, and the internal quantum efficiency by the calculation means obtained from the respective measurement results of the plurality of measurement points And an evaluation means for obtaining an evaluation result of the solar cell based on the reflectance and the wavelength of the excitation light,
The light irradiation means controls at least the spot size of the excitation light to a value that is at least twice the electrode width of the surface electrode and as close as possible to the substrate thickness of the solar cell, and the evaluation means The back surface structure opposite to the light receiving surface of the solar cell is evaluated.
また、上記の目的を達成するため、第6の発明の太陽電池の評価装置は、第5の発明の光照射手段が、前記励起光の波長を、基準試料の内部量子効率よりも低い内部量子効率が得られる第1の波長又は前記太陽電池の基板が略透明に見える第2の波長に制御し、第2の発明の評価手段が、前記励起光が前記第1の波長の時に前記複数の測定点のそれぞれの測定結果に基づき前記算出手段により算出された第1の内部量子効率及び第1の反射率と、前記励起光が前記第2の波長の時に前記複数の測定点のそれぞれの測定結果に基づき前記算出手段により算出された第2の反射率とを用いて、前記太陽電池の裏面構造の評価を行うことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a solar cell evaluation apparatus according to a sixth aspect of the present invention is the light emitting means according to the fifth aspect, wherein the wavelength of the excitation light is lower than the internal quantum efficiency of the reference sample. The first wavelength at which the efficiency is obtained or the second wavelength at which the substrate of the solar cell appears to be substantially transparent is controlled, and the evaluation means of the second invention is configured such that when the excitation light is at the first wavelength, The first internal quantum efficiency and the first reflectance calculated by the calculation unit based on the measurement results of the measurement points, and the measurement of the plurality of measurement points when the excitation light has the second wavelength. The back surface structure of the solar cell is evaluated using the second reflectance calculated by the calculation unit based on the result.
また、上記の目的を達成するため、第7の発明の太陽電池の評価用プログラムは、波長及びスポットサイズをそれぞれ任意に可変可能な励起光を、移動可能な試料台に載置された太陽電池の受光面に照射し、前記太陽電池からの反射光及び前記励起光の各光電変換信号と前記太陽電池の出力信号とに基づいて、前記太陽電池の評価結果を得る太陽電池の評価をコンピュータに実行させる太陽電池の評価用プログラムであって、前記コンピュータに、
少なくとも前記励起光のスポットサイズを、前記太陽電池の表面電極の電極幅の2倍以上で、かつ、前記太陽電池の基板厚さに極力近い値に制御する光制御機能と、前記光制御機能によりスポットサイズが制御された前記励起光を、前記試料台に載置された前記太陽電池の受光面の複数の測定点のそれぞれに順次照射して得た、前記太陽電池の内部量子効率の空間分布に基づいて、前記太陽電池の前記受光面と反対側の裏面構造の評価を行う評価機能と、を実現させることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a solar cell evaluation program according to a seventh aspect of the invention is a solar cell in which excitation light whose wavelength and spot size can be arbitrarily changed is placed on a movable sample stage The evaluation of the solar cell is obtained on the computer based on the reflected light from the solar cell and the photoelectric conversion signals of the excitation light and the output signal of the solar cell. A program for evaluating a solar cell to be executed, wherein the computer
A light control function that controls at least the spot size of the excitation light to a value that is at least twice the electrode width of the surface electrode of the solar cell and is as close as possible to the substrate thickness of the solar cell, and the light control function Spatial distribution of the internal quantum efficiency of the solar cell, obtained by sequentially irradiating each of a plurality of measurement points on the light receiving surface of the solar cell placed on the sample stage with the excitation light whose spot size is controlled And an evaluation function for evaluating the back surface structure opposite to the light receiving surface of the solar cell.
更に、上記の目的を達成するため、第8の発明の太陽電池の評価用プログラムは、波長及びスポットサイズをそれぞれ任意に可変可能な励起光を、移動可能な試料台に載置された太陽電池の受光面に照射し、前記太陽電池からの反射光及び前記励起光の各光電変換信号と前記太陽電池の出力信号とに基づいて、前記太陽電池の評価結果を得る太陽電池の評価をコンピュータに実行させる太陽電池の評価用プログラムであって、前記コンピュータに、
前記試料台に載置された太陽電池の受光面に、波長及びスポットサイズをそれぞれ所望の値に制御した励起光を照射する光照射機能と、前記励起光が、前記受光面に形成された表面電極で反射して得られた反射光、及び前記受光面照射前の前記励起光の各光電変換信号と、前記表面電極の出力信号とに基づいて測定された、励起光強度、全反射光強度及び光電流の測定結果から前記太陽電池の内部量子効率及び反射率を算出する算出機能と、前記太陽電池の受光面における複数の測定点のそれぞれの測定結果から得られた前記算出機能による前記内部量子効率及び前記反射率と、前記励起光の波長とに基づいて、前記太陽電池の評価結果を得る評価機能とを実現させ、
前記光照射機能は、少なくとも前記励起光のスポットサイズを、前記表面電極の電極幅の2倍以上で、かつ、前記太陽電池の基板厚さに極力近い値に制御した前記励起光を前記受光面に照射し、前記評価機能は、前記太陽電池の前記受光面と反対側の裏面構造の評価を行うことを特徴とする。
Furthermore, in order to achieve the above object, a solar cell evaluation program according to an eighth aspect of the invention is a solar cell in which excitation light whose wavelength and spot size can be arbitrarily changed is placed on a movable sample stage. The evaluation of the solar cell is obtained on the computer based on the reflected light from the solar cell and the photoelectric conversion signals of the excitation light and the output signal of the solar cell. A program for evaluating a solar cell to be executed, wherein the computer
A light irradiation function for irradiating the light receiving surface of the solar cell placed on the sample stage with excitation light whose wavelength and spot size are controlled to desired values, and a surface on which the excitation light is formed on the light receiving surface Excitation light intensity and total reflection light intensity measured on the basis of reflected light obtained by reflection on the electrode, each photoelectric conversion signal of the excitation light before irradiation of the light receiving surface, and an output signal of the surface electrode And the calculation function for calculating the internal quantum efficiency and reflectance of the solar cell from the measurement result of the photocurrent, and the internal by the calculation function obtained from the measurement results of each of a plurality of measurement points on the light receiving surface of the solar cell Based on the quantum efficiency and the reflectance, and the wavelength of the excitation light, realize an evaluation function to obtain the evaluation result of the solar cell,
In the light irradiation function, the light receiving surface is configured to control at least the excitation light spot size to a value that is at least twice the electrode width of the surface electrode and as close as possible to the substrate thickness of the solar cell. The evaluation function evaluates the back surface structure on the side opposite to the light receiving surface of the solar cell.
本発明によれば、光励起キャリアライフタイム測定などが困難な、電極形成済みの太陽電池が故障した場合や設計した性能が得られない場合における太陽電池の裏面側の原因を非破壊で特定する評価を行うことができる。これにより、本発明によれば、製造プロセスの最適化を実現できる。 According to the present invention, the non-destructive evaluation of the cause of the back side of the solar cell when the electrode-formed solar cell fails or when the designed performance is not obtained is difficult to measure the photoexcited carrier lifetime. It can be performed. Thereby, according to this invention, optimization of a manufacturing process is realizable.
次に、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明に係る太陽電池の評価装置の一実施形態の構成図を示す。本実施形態の太陽電池の評価装置100は、励起スポットサイズが可変な内部量子効率測定系と、評価対象の試料である太陽電池の測定位置を高精度に移動制御可能な可変試料台とを組み合わせた構成である。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of a solar cell evaluation apparatus according to the present invention. The solar
図1において、白色光源101は白色光を出射し、その白色光をレンズ102により平行光とし、AC測定のために光チョッパ103でチョッピングさせて分光器104に入射する。分光器104は、光路を変える反射鏡や回転可能なグレーティング1041等より構成されており、入射する白色光をグレーティング1041の回転により決まる一波長λの単色光に分光する。グレーティング1041の回転角度は、後述するパーソナルコンピュータ(以下、PCと記す)124からの制御信号により制御される。これにより、分光器104は、白色光からPC124により任意の波長に分光した単色光を励起光として出射し、暗箱105に入射する。
In FIG. 1, a
暗箱105内には、絞り106、ビームスプリッタ107、放物面鏡108及び110、積分球109、励起光センサ111、反射光センサ112、電流電圧変換器113、114及び115からなる光学及び電気系と、ラボジャッキ116、試料台117、ステッピングモータ118及び119からなる機構系とが収納されている。ラボジャッキ116上に固定された試料台117は、ステッピングモータ118により水平面のx軸方向(太陽電池201の電極形成面と平行な平面における電極の長手方向と平行な方向)に、またステッピングモータ119により水平面のy軸方向にそれぞれ移動して高精度に位置決めされる可変試料台を構成している。ステッピングモータ118及び119は後述するPC124によりその動作が制御される。試料台117上には、評価対象の試料である太陽電池201が載置・固定される。太陽電池201の表面側の電極202は、励起光を反射して積分球109内に入射する。
In the
絞り106は、分光器104からの単色励起光のスポットサイズを、例えば50μmから3mmまでの範囲内で可変可能な可変絞りであり、所望のスポットサイズとした単色励起光をビームスプリッタ107に入射する。なお、本実施形態では、絞り106は、太陽電池201に照射される励起光のスポット径が太陽電池201の電極202の電極幅の2倍以上で、かつ、基板厚みに極力近い値となるように制御する。太陽電池201の表面では放物面鏡108により絞り106からの光が等倍で結像されるようになっているため、太陽電池201の表面のスポットサイズは絞り106と同じになる。
The aperture 106 is a variable aperture capable of changing the spot size of the monochromatic excitation light from the spectroscope 104 within a range of, for example, 50 μm to 3 mm, and makes the monochromatic excitation light having a desired spot size enter the
ビームスプリッタ107は、絞り106によりスポット径が調整された励起光の光路を2分し、一方は放物面鏡108で反射させて太陽電池201の表面側の電極202に入射し、他方は放物面鏡110で反射させて励起光センサ111に入射して光電変換させる。積分球109は、電極202で反射された励起光を開口部より内部に導入して内壁で多重反射させた後集光し、集光された反射光を別の開口部を通して反射光センサ112に入射して光電変換させる。
The
励起光センサ111は、入射励起光の受光光量に応じたレベルの電流を出力して電流電圧変換器113に供給して電圧に変換させた後、ロックインアンプ121に供給する。一方、反射光センサ112は、電極202及び積分球109でそれぞれ反射して得られた反射光の受光光量に応じたレベルの電流を出力して電流電圧変換器114に供給して電圧に変換させた後、ロックインアンプ122に供給する。また、電流電圧変換器115は、電極202から取り出された太陽電池201の出力電流を電圧に変換してロックインアンプ123に供給する。
The
ロックインアンプ121、122及び123は、電流電圧変換器113、114及び115から出力される交流電圧が供給され、その交流電圧中の所定の周波数参照信号と同一周波数成分のレベルに応じた直流電圧を発生してそれぞれPC124に供給する。事前の校正と併せておくことで、ロックインアンプ121は励起光強度Pを示す直流電圧を出力し、ロックインアンプ122は電極202の全反射光強度Prを示す直流電圧を出力し、ロックインアンプ123は太陽電池201が出力する光電流Iに応じた直流電圧を出力する。PC124は、ロックインアンプ121、122及び123から供給される直流電圧に基づいて、反射率R、及び内部量子効率ηIQEをそれぞれ次式に基づいて算出する。
R=Pr/P (1)
ηIQE=Ihc/[ePλ(1−R)] (2)
ただし、(2)式中、hはプランク定数、cは光速、eは素電荷、λは励起光の波長である。
The lock-in
R = P r / P (1)
η IQE = Ihc / [ePλ (1-R)] (2)
In equation (2), h is the Planck constant, c is the speed of light, e is the elementary charge, and λ is the wavelength of the excitation light.
PC124は、算出した反射率R及び内部量子効率ηIQEの測定データを外部出力装置であるディスプレイ125及び印刷機126にそれぞれ出力して、ディスプレイ125により画像表示させ、印刷機126により紙に印刷させることで可視化する。可視化された測定画像及び測定データに基づいて、後述する太陽電池201の評価が行われる。また、PC124は、ステッピングモータ118及び119に駆動信号を供給し、試料台117を前述した水平面上のx軸方向及びy軸方向に移動させて太陽電池201の励起光照射位置を指定する制御も行う。
The
本実施形態の太陽電池の評価装置100は、ラボジャッキ116、試料台117、ステッピングモータ118及び119からなる可動試料台機構と、それ以外の光学系及び電気系からなる励起スポットサイズが可変な内部量子効率測定系とを連携させることで、光電流Iを測定した条件での全反射光強度Prの測定、試料台117の移動と連動した測定、及び励起光スポットサイズの選択を行うことに特徴がある。
The solar
本実施形態の被評価太陽電池の一例であるシリコン太陽電池においては、表面側の電極は多くの場合、銀(Ag)製の電極が採用される。本実施形態の太陽電池の評価装置100において、このAg電極の幅の2倍のスポットサイズを採用し、励起光がスポットサイズと同じ円状の領域内のみを一様に照らすと仮定した場合、電極はスポットの最大61%を覆う。このとき、例えば波長950nmでの内部量子効率が0.75で空間的に一様であり、電極が無い領域の反射を無視し、電極の反射率に銀電極の反射率97.5%を採用して、反射がすべて積分球109に捕捉されるとした場合、測定される内部量子効率は0.721となり、0.029下がる。この下がり幅は、後述する図6に示す太陽電池の裏面構造に起因する、波長950nmの励起光に対する内部量子効率の0.02程度の変化とほぼ同じであり、裏面構造による影響を隠すに至らない。より大きなスポットサイズでは、励起光スポットに示す電極の面積の割合の上限が下がるため、表面電極の影響をより小さくすることができ、太陽電池の裏面構造の影響を特別な画像処理を行わずに可視化することができる。
In a silicon solar cell which is an example of the solar cell to be evaluated according to the present embodiment, an electrode made of silver (Ag) is often used as the electrode on the surface side. In the solar
また、太陽電池の評価装置100の空間分解能は、励起光スポットサイズ、主たる励起領域における少数キャリア拡散長、及び主たる励起領域に達するまでにスポットが受光面のテクスチャなどで散乱される大きさの、計三つの二乗平均平方根で決定されると考えられる。少数キャリア拡散長は、np接合面の深さやキャリアのドープ濃度、基板の種類によって全く違う値となり、太陽電池を評価するにあたって、その基板の少数キャリア拡散長はほとんどの場合不明であり、本実施形態における励起光スポットサイズの選択においては0とみなす。テクスチャはランハート則でよく近似される散乱を生じさせるため、スポットが拡散される大きさは太陽電池の厚みと同程度である。
The spatial resolution of the solar
図2は、本発明で評価される太陽電池の一例の断面図を示す。同図中、図1と同一構成部分には同一符号を付してある。図2において、太陽電池201は裏面パッシベーション(PERC)型シリコン結晶太陽電池で、p型にドープされた結晶シリコンウェハであるp型シリコン基板203の表面側を受光面とし、表面側がテクスチャ構造とされ、そこにはn+拡散層204の表面に窒化シリコン(SiN)膜205が被覆形成されている。絶縁膜であるSiN膜205は、パッシベーション膜及び反射防止膜として機能する。また、n+拡散層204及びSiN膜205のテクスチャ構造には、複数の電極202が焼成貫通により互いに平行に形成されている。電極202は、平面が長方形状の銀(Ag)製の電極で、その長手方向(図2の紙面と直交する方向)と直交する電極幅が一例として0.1mmで、隣接する2つの電極の幅方向の間隔(電極間距離)は1.8mmである。
FIG. 2 shows a cross-sectional view of an example of a solar cell evaluated in the present invention. In the figure, the same components as those in FIG. In FIG. 2, a
p型シリコン基板203の裏面側には絶縁膜として例えば酸化アルミ膜206がパッシベーション膜として形成されている。酸化アルミ膜206は、例えば1mm間隔で0.1mm幅の溝が掘られ、その上からアルミニウム(Al)ペーストを塗布後熱処理することで、この溝部分でAlとSiとが合金化されたBSF型の電極207が形成されている。一方、溝以外の酸化アルミ膜206上にはAl製の電極208が形成される。したがって、BSF型の電極207とAl電極208とは1mm間隔で接合されている。また、表面側の電極202及び裏面側のBSF型の電極207は、いずれも電極幅が0.1mmと同じであるが、隣接する2つの電極の幅方向の間隔(電極間距離)は、電極202が1.8mm、電極207が1.0mmと異なる。この太陽電池201の大きさは、幅156mm×奥行156mm×厚み0.2mmである。
On the back side of the p-type silicon substrate 203, for example, an
次に、図1の太陽電池の評価装置100による図2の断面構造のPERC型太陽電池201を評価対象とする評価方法について、図3及び図4のフローチャート並びに図5の波長対内部量子効率特性を併せ参照して詳細に説明する。本実施形態は、図3のステップS11以降の処理に特徴があるが、それ以前のステップS1〜S10で量子効率スペクトル測定による性能低下要因の切り分けを行う。そのため、まず、評価装置100は、試料台117の上に太陽電池201を載置した状態で太陽電池201の量子効率スペクトル測定を行う(図3のステップS1)。また、ステップS1では事前に基準試料についても同様にして量子効率スペクトルの測定を行う。
Next, regarding the evaluation method for evaluating the PERC type
ここで、図1の例えばハロゲンランプ及びキセノンランプの2灯式光源である白色光源101から出射した白色光は、レンズ102により平行光とされ、チョッビング周波数81Hzの光学チョッパ103を経て分光器104に入射し、ここでPC124からの制御により所望の波長λの単色励起光とされ、続いて絞り106により所望のスポットサイズに整形される。絞り106を出射した単色励起光は、ビームスプリッタ107により光路が2分され、一方は放射面鏡110で反射されて励起光センサ111に入射し、他方は放射面鏡108で反射されて太陽電池201の表面側の電極202に入射する。電極202に入射した単色波長光は電極202で反射されて積分球109の開口部から積分球109の内部に導入されて、積分球109の内壁面で再び反射された後集光されて、積分球109の別の開口部から導出されて反射光センサ112に入射する。
Here, the white light emitted from the
ロックインアンプ121は、励起光センサ111及び電流電圧変換器113により得られた単色励起光の光電変換信号に基づき、励起光強度Pを示す直流電圧を出力する。また、ロックインアンプ122は、反射光センサ112及び電流電圧変換器114により得られた電極202の全反射光強度Prを示す直流電圧を出力する。また、ロックインアンプ123は、電流電圧変換器115を介して得られた電極202からの出力信号に応じて太陽電池201が出力する光電流Iに応じた直流電圧を出力する。PC124は、ロックインアンプ121、122及び123から供給される直流電圧に基づいて量子効率スペクトルを測定し、また前述した(2)式により内部量子効率を算出する。
The lock-in
ステップS1では、太陽電池201の受光面側のある一点にスポットサイズ1mmの励起光を、波長300nmから1250nmまでの範囲で可変しながら照射して、太陽電池201の量子効率スペクトルを測定する。ステップS1では基準試料についても上記と同様にしてその量子効率スペクトルを測定する。ここで、基準試料はPERC型太陽電池201と比較して、裏面構造がパッシベーション膜を有しない構造だけでそれ以外はPERC型と同じである、BSF層の上にAl電極が形成されたBSF型太陽電池である。基準試料として用いられるBSF型太陽電池は、エネルギー変換効率が設計で期待できる値に近い19.3%を示す高品質試料である。
In step S1, the quantum efficiency spectrum of the
図5は、PERC型太陽電池と基準試料の波長対内部量子効率特性を示す。図5において、実線の特性aはPERC型太陽電池201の波長対内部量子効率特性、破線の特性bは上記基準試料の波長対内部量子効率特性を示す。内部量子効率は測定した量子効率スペクトルから計算により求められる。両特性a、bを比較すると、800nmから1050nmまでの波長範囲で特性aが特性bより劣っているが、他の波長範囲では特性aは特性bと同等かそれより良好な特性を示している。このことから特性aのPERC型太陽電池201は裏面側での少数キャリアの再結合速度が速いことが推定できる。この測定結果に基づく空間的に平均した特性の評価から以下に示すイメージング測定の際の波長選択を行う。
FIG. 5 shows the wavelength versus internal quantum efficiency characteristics of a PERC type solar cell and a reference sample. In FIG. 5, the solid line characteristic a indicates the wavelength versus internal quantum efficiency characteristic of the PERC type
次に、評価装置100のPC124は、ステップS1で測定された太陽電池201の量子効率が300nmから1250nmまでの全測定波長範囲において基準試料の量子効率あるいは設定値以上であるか否かを判定する(図3のステップS2)。量子効率が全測定波長範囲において基準試料あるいは設計値と等しいかそれより高い場合、太陽電池201の開放電圧や短絡電流は基準通りの値になっているはずであり、抵抗が性能低下の要因になっている。よって、この場合は、電極不良あるいはp型シリコン基板203での高抵抗がその要因であると推定できる(図3のステップS3)。
Next, the
一方、太陽電池201の量子効率が基準試料の量子効率あるいは設定値よりも低い場合は、全測定波長範囲にわたって低いか否かを判定する(図3のステップS4)。太陽電池201のようなSi系太陽電池では、一般に励起波長が500nm〜750nmで98±2%程度となり、波長依存性が殆どない。これは励起光のシリコン基板への侵入長が太陽電池のnp接合の深さと近しいため、光励起キャリアがほぼすべてnp接合に到達するためである。このときの内部量子効率は電極によるキャリアの回収効率にほぼ等しい。500nm〜750nmの励起光の波長範囲で量子効率が基準試料あるいは設計値よりも低い場合は、np接合の形成不良による再結合や、np接合の短絡によるキャリア回収率の低下が起こっているため、量子効率は全測定波長範囲にわたって低い値となる。結晶品質の不良によりp型シリコン基板203中の再結合が位置にかかわらず極めて速い場合にも似たような全測定波長範囲で低い量子効率スペクトルが観測される。そのため、評価装置100のPC124は、全測定波長範囲のすべてにおいて太陽電池201の量子効率が基準試料あるいは設計値より低い場合はn+拡散層204とp型シリコン基板203とのnp接合での再結合か、短絡あるいはSi結晶中の低品質と評価し、その対策のための処理を行う(図3のステップS5)。
On the other hand, when the quantum efficiency of the
ステップS5の処理について更に図4(C)のフローチャートとともに説明する。np接合は太陽電池表面のテクスチャ構造を作った後、イオン拡散やイオン打ち込みによってn+拡散層204を形成することで得られるが、特にイオン打ち込みにおいてはテクスチャ形状の陰で打ち込み量不足や熱処理不足により接合形成不良となり、量子効率の低下が起きやすくなっている。 The process of step S5 will be further described with reference to the flowchart of FIG. The np junction can be obtained by forming the texture structure on the surface of the solar cell and then forming the n + diffusion layer 204 by ion diffusion or ion implantation. In particular, in ion implantation, the amount of implantation or heat treatment is insufficient due to the shadow of the texture shape. As a result, junction formation is poor, and the quantum efficiency is likely to decrease.
そこで、波長500nm以上750nm以下、及びスポットサイズ10μm以下、望ましくは1μm以下とした励起光を太陽電池201上に照射するとともに、太陽電池201の表面の横4mm×縦7mmの範囲について、横方向に10μm以下、縦方向に10μm以下のピッチで設定した測定点上に励起光スポットが順次に来るように、PC124はステッピングモータ118及び119を制御して試料台117をx軸方向及びy軸方向に間欠的に移動させながら、ロックインアンプ121〜123からの信号に基づいて、内部量子効率及び反射率を測定する(ステップS51)。以下、この試料台117及び太陽電池201の間欠移動による測定をマッピング測定というものとする。
Therefore, the
続いて、PC124は、ステップS51の測定結果に基づき、各測定点の前記照射光波長での内部量子効率を計算し(ステップS52)、その計算結果から内部量子効率が低い領域を判定する(ステップS53)。そして、内部量子効率が低い領域がテクスチャ構造と対応している場合は、テクスチャによる陰影の影響を低減するための対策を行う(ステップS54)。例えば、イオン打ち込み時の角度や回転条件を変更し、np接合のxy平面、つまり受光面に沿った空間一様性を高める工夫を行う。一方、内部量子効率が低い領域が一様である場合は、イオンの注入量や熱処理の変更により深さ方向、すなわち受光面と垂直な方向にドープされた物質がどう分布するかを左右するプロセスの条件を改善する、イオン注入量や熱処理の最適化を行う(ステップS55)。
Subsequently, the
図3に戻って説明する。PC124はステップS4で太陽電池201の量子効率が測定した全波長範囲で基準試料のそれより低くない(高い波長もある)と判定したときは、低い波長領域がどの領域であるかを検出する(ステップS6)。これは評価対象の太陽電池の量子効率スペクトルを基準試料のそれや設計値と比較した場合、際立って低い波長領域がある場合はその波長から性能低下要因を推定できるからである。すなわち、励起波長500nm以下の量子効率が低い場合は、光励起キャリアはnp接合面より更に受光面である表面側近くに集中するため、表面側のパッシベーション膜(すなわち、SiN膜205)の不良による表面再結合が速く、np接合面へキャリアが到達していないと評価する(ステップS7)。
Returning to FIG. If the
また、ステップS6で太陽電池201の量子効率が基準試料のそれよりも低い波長領域が800nm付近(700nm〜900nm)であると検出したときは、基板での再結合と評価する(ステップS8)。すなわち、この場合、殆どの光励起キャリアはp型シリコン基板203に吸収され、受光面側への拡散の末に接合面に到達しているので、この領域での量子効率が低い場合はp型シリコン基板203でのキャリア再結合が速いことが性能の決定要因となっている。
If it is detected in step S6 that the wavelength region where the quantum efficiency of the
ステップS8の処理について、更に図4(A)のフローチャートとともに説明する。まず、波長500nm以上750nm以下の励起光を1mm以上、望ましくは1cm程度の大きなスポットサイズで太陽電池201上に照射し、横方向に1cm以下、縦方向に1cm以下のピッチで設定した測定点の量子効率及び反射率のマッピング測定を行う(ステップS81)。続いて、PC124は、ステップS81の測定結果に基づき、各測定点の前記照射光波長での内部量子効率を計算し(ステップS82)、その計算結果から量子効率が低い領域を判定する(ステップS83)。
The process of step S8 will be further described with reference to the flowchart of FIG. First, excitation light having a wavelength of 500 nm or more and 750 nm or less is irradiated onto the
ここで、単結晶シリコンでは結晶の中心に対して回転対称な構造が、また多結晶シリコンの場合は結晶粒の大きさに対応した斑模様が観測されるような場合、p型シリコン基板203中のキャリア再結合が太陽電池の性能を下げている。そこで、ステップS83において、内部量子効率が低い領域が、太陽電池の中心に対して同心円状の領域等、シリコン結晶特有の構造を示している場合は、シリコン結晶の低品質による再結合であると評価する(ステップS84)。一方、内部量子効率が低い領域が上記のシリコン結晶特有の構造を示していないときは、評価対象の太陽電池の性能を下げている原因はnp接合での再結合や短絡であると評価する(ステップS85)。 Here, when a single crystal silicon has a rotationally symmetric structure with respect to the center of the crystal, and in the case of polycrystalline silicon, a spot pattern corresponding to the size of a crystal grain is observed, the p-type silicon substrate 203 contains The carrier recombination of the solar cell decreases the performance of the solar cell. Therefore, in step S83, when the region having a low internal quantum efficiency shows a structure specific to a silicon crystal such as a concentric region with respect to the center of the solar cell, the recombination is due to the low quality of the silicon crystal. Evaluate (step S84). On the other hand, when the region where the internal quantum efficiency is low does not show the structure peculiar to the silicon crystal, it is evaluated that the cause of lowering the performance of the solar cell to be evaluated is recombination or short circuit at the np junction ( Step S85).
ところで、電極未形成の太陽電池や半導体ウェハに対してはμPCD法などでキャリア寿命の空間分布図が得られるが、電極が既に形成された太陽電池では同様の評価を行うためには電極領域を光励起しないような工夫が必要であり、非常に難しい。これに対し、本実施形態ではマッピング測定する量として内部量子効率を選び、1cm程度に空間解像度を落とすことで大面積の太陽電池における品質の空間的な不均一を可視化することができる。 By the way, for solar cells and semiconductor wafers where electrodes are not formed, a spatial distribution map of carrier lifetime can be obtained by the μPCD method, etc. It is necessary to devise a method that does not cause photoexcitation, which is very difficult. On the other hand, in the present embodiment, the internal quantum efficiency is selected as the amount of mapping measurement, and the spatial resolution is reduced to about 1 cm, thereby making it possible to visualize the spatial nonuniformity of quality in a large area solar cell.
再び図3に戻って説明する。PC124はステップS6で太陽電池201の量子効率が基準試料のそれより低い波長領域が1000nm以上1250nm以下であると検出したときは、光閉じ込め不良が試料の太陽電池201に生じていると評価する(ステップS9)。例えば、1050nm以上の波長領域では励起光の侵入長が1mm以上となり、励起光が太陽電池中で何度も反射したうえで吸収されるため、光励起キャリアの深さ方向の非一様性はなくなり、その波長依存性もない。この波長領域では光閉じ込めによる励起光の多重反射が行われる回数が多いほど、量子効率スペクトルの長波長へのテールが伸びる。この波長領域の量子効率が低い場合は、光閉じ込め構造の不良が考えられる。
Returning to FIG. 3, the description will be continued. When the
ステップS9の評価について更に図4(B)に示すフローチャートとともに説明する。まず、波長500nm以上750nm以下、及びスポットサイズ10μm以下、望ましくは1μm以下とした励起光を太陽電池201上に照射するとともに、太陽電池201の表面の横10μm×縦10μm以上の範囲について、横方向に10μm以下、縦方向に10μm以下のピッチで設定した測定点の反射率のマッピング測定を行う(ステップS91)。続いて、PC124は、ステップS91の各測定点の測定結果が示す反射率の構造が、結晶粒界と対応しているか一様であるかを判定し(ステップS92)、反射率の変化が結晶粒界と対応していると判定したときは、太陽電池の性能低下が結晶方位による異方性の影響によるものと評価する(ステップS93)。こうした変化は水酸化カリウム系溶液による化学プロセスで起きやすいため、弗酸・硝酸混合液やプラズマエッチングといった、より面方位の影響を受けにくいプロセスの採用を検討する。一方、反射率が一様であると判定したときは、テクスチャの設計・条件を見直す(ステップS94)。
The evaluation in step S9 will be further described with reference to the flowchart shown in FIG. First, the
再び図3に戻って説明する。PC124はステップS6で太陽電池201の量子効率が基準試料のそれより低い波長領域が900nm付近、すなわち750nm以上1100nm以下であると検出したときは、図5に示したように太陽電池201は裏面側での少数キャリアの再結合が生じていると判定し(ステップS10)、以下本発明特有の処理を行う。励起波長900nm〜1000nmでは光励起キャリアが太陽電池裏面付近でも生成し始めるため、この波長領域の量子効率が低い場合、裏面側のパッシベーション膜不良などによる速い少数キャリア再結合が疑われる。
Returning to FIG. 3, the description will be continued. When the
ステップS10に続いて評価対象の太陽電池に裏面側構造があるか否かを判定し(ステップS11)、Al-BSF型などの裏面が一様な太陽電池の場合は裏面プロセスの改良を行う(ステップS12)。一方、PERC型太陽電池のような裏面側構造がある場合は表面電極があるか否かを判定し(ステップS13)、表面電極が無い場合は絞り106により励起光のスポットサイズを基板厚み程度とし(ステップS14)、表面電極が有る場合は絞り106により励起光のスポットサイズを電極幅の2倍以上、かつ、基板厚みに極力近いスポットサイズとする(ステップS15)。ここで、マッピング測定する場合の励起光のスポットサイズは小さいほど空間分解能が良くなるが、裏面構造を評価する場合の空間分解能は基板の表面に平行な方向の少数キャリア拡散及び表面側のテクスチャ構造による基板厚み程度の励起光スポットの滲みの影響により、ある程度以上は良くならない。 Following step S10, it is determined whether or not the solar cell to be evaluated has a back side structure (step S11). In the case of a solar cell with a uniform back side such as an Al-BSF type, the back side process is improved ( Step S12). On the other hand, if there is a back side structure such as a PERC type solar cell, it is determined whether or not there is a surface electrode (step S13). If there is no surface electrode, the aperture size is set to about the substrate thickness by the aperture 106. (Step S14) If there is a surface electrode, the aperture size of the excitation light is set to at least twice the electrode width and as close as possible to the substrate thickness by the aperture 106 (Step S15). Here, the smaller the spot size of the excitation light for mapping measurement, the better the spatial resolution, but the spatial resolution for evaluating the back surface structure is minority carrier diffusion in the direction parallel to the surface of the substrate and the texture structure on the surface side. Due to the influence of bleeding of the excitation light spot of about the thickness of the substrate due to the above, it is not improved to some extent.
小さなスポットサイズでは励起パワーを大きくしずらいため、また、必要以上にスポットサイズを小さくするとS/N比の低下が起きるため、本実施形態では太陽電池に裏面構造があるが表面電極が無い場合は、ステップS14にてスポットサイズを基板の厚み程度に選ぶ。一方、図2に示した太陽電池201のように裏面構造のある太陽電池の表面側に電極202がある場合、スポットサイズが大きいほど表面側の電極202による影響を平均化して抑制することができるため、本実施形態では上記のステップS15において、励起光のスポットサイズを電極202による影響を抑制するために電極幅の2倍以上とし、この条件を満たしたうえで基板厚みに極力近いスポットサイズとする。このようにステップS15により決定されるスポットサイズは、評価対象の太陽電池の表面側から入射する励起光により、その太陽電池の表面側構造の影響を殆ど受けることなく裏面側構造を実用上十分に観測できるサイズである。
If the spot size is small, it is difficult to increase the excitation power, and if the spot size is reduced more than necessary, the S / N ratio is lowered. Therefore, in this embodiment, the solar cell has a back surface structure but there is no surface electrode. In step S14, the spot size is selected to be about the thickness of the substrate. On the other hand, when the
ここでは、太陽電池201は図2に示したPERC型であり表面側には電極202が、裏面側には電極207がそれぞれ存在するので、励起光のスポットサイズは、ステップS15により電極幅の2倍以上、かつ、基板厚みに極力近い値とされる。一例として、太陽電池201が基板厚さ0.12mm、選択可能なスポットサイズは0.8mm、0.4mm、0.2mm、0.1mmであり、その中から電極202の電極幅0.1mmの2倍以上、かつ、基板厚みに最も近い0.2mmを使用するスポットサイズとして決定した。
Here, the
続いて、PC124はステップS14又はステップS15により決定されたスポットサイズの励起光の波長λを、分光器104を制御して750nm以上1100nm以下、実施例においては950nmとし、太陽電池201の表面の横1mm×縦1mm以上の範囲について、横方向に0.2mm以下、縦方向に0.2mm以下のピッチで設定した測定点、実施例においては横4mm×縦7mmの範囲について、横方向に0.2mm、縦方向に0.1mmのピッチで設定した20×70点の測定点上で量子効率のマッピング測定及び反射率のマッピング測定を行う(ステップS16)。そして、PC124は量子効率のマッピング測定値に基づいて前記(2)式により内部量子効率を計算し、反射率のマッピング測定値に基づいて前記(1)式により反射率を計算する(ステップS17)。ステップS17で計算された内部量子効率及び反射率の一例を図6及び図7に示す。
Subsequently, the
図6は、太陽電池201の励起光波長950nmにおける内部量子効率を濃淡プロットした図を示す。同図において、x軸方向は電極202及び207の長手方向であり、y軸方向は電極202及び207の幅方向である(後述の図7及び図8も同様)。同図において黒色領域は内部量子効率の低い電極間の領域を示しており、励起光波長950nmにおける内部量子効率は、x軸方向にほぼ一様で、y軸方向では裏面側の電極207の電極間距離である1mm間隔で内部量子効率の高い領域と低い領域とが交互に現れている。すなわち、図6は表面側(受光面)からの内部量子効率の図ではあるが、表面側の電極202の特徴を排して裏面側の構造による内部量子効率の変化がディスプレイ125及び印刷機126により可視化されている。このように、図6は太陽電池201の励起光波長950nmにおける内部量子効率は裏面側の電極207の影響があることを示している。
FIG. 6 shows a density plot of the internal quantum efficiency of the
図7は、太陽電池201の励起光波長950nmにおける反射率を濃淡プロットした図を示す。同図において、黒色領域は反射率の低い電極間の領域を示しており、励起光波長950nmにおける反射率は、x軸方向にほぼ一様で、y軸方向では表面側の電極202の電極間距離である1.8mm間隔で反射率の高い領域と低い領域とが交互に現れている。このように、図7は太陽電池201の励起光波長950nmにおける反射率は表面側の電極202の反射率のみを示している。
FIG. 7 shows a density plot of the reflectance of the
PC124はステップS17に続いて、分光器104を制御して励起光の波長λを1200nm以上(実施例においては1200nm)に切り替えて前述した20×70点の各測定点の反射率のマッピング測定を行う(ステップS18)。そして、ステップS17で計算した内部量子効率が所定値より低い領域において、ステップS18で測定した反射率が設定値よりも高いか否かを判定する(ステップS19)。
Following step S17, the
図8は、太陽電池201の励起光波長1200nmにおける反射率を濃淡プロットした図を示す。図8は、表面側の電極202による反射率の上昇が無い領域で、非一様な反射率が観測されている。これは、この波長1200nmでは入射光がp型シリコン基板203に吸収されないため、裏面側の構造が透けて見えたものである。裏面側の合金層である電極207による吸収がある領域が、全反射による高い反射率を示す絶縁膜領域よりも暗く見えることによるものである。すなわち、図8は、波長1200nmの励起光を用いて測定される反射率により、電極207等の裏面側の構造が観測できることを示している。
FIG. 8 shows a density plot of the reflectance of the
PC124は、ステップS19で反射率が設定値よりも高いと判定したときは、裏面側のパッシベーション膜として機能する酸化アルミ膜206の導電率が設計値よりも高いと判断し、成膜条件を見直す(ステップS20)。一方、PC124は、ステップS19で反射率が設定値以下と判定したときは、裏面側の合金層である電極207の導電率が設計値より低く、電極207の形成不良であると判断し、合金層の焼成条件を見直す(ステップS21)。なお、ステップS20及びS21の判定時には、1100nm以下の波長(実施例では950nm)の励起光で測定される反射率により見えた表面の電極202の影響は排除する必要がある。
When the
このように、本実施形態の太陽電池の評価装置100によれば、高精度で内部量子効率が測定できる測定系に、高精度で評価対象の太陽電池201を水平面の2軸方向に移動できる試料台117を組み合わせ、太陽電池201の受光面側のある一点にスポットサイズ1mmの励起光を照射して測定した量子効率が、或る波長の時に基準試料のそれよりも低い場合は、その理由が裏面側構造の影響によるものと判断し、その波長でスポットサイズを表面側電極202の幅の2倍以上でかつ基板厚みに極力近い値とした励起光を太陽電池に照射することで表面側構造の影響を殆ど受けることなく裏面側構造の測定及び評価ができる。このため、光励起キャリアライフタイム測定などが困難である、既に電極が形成された太陽電池の裏面側構造の非破壊評価ができ、製造プロセスの最適化を促進することができる。
Thus, according to the solar
また、本実施形態の太陽電池の評価装置100によれば、上記スポットサイズの励起光の波長を950nmとしてシリコン系太陽電池に照射してマッピング測定して得た内部量子効率と、シリコン基板に吸収されない波長1200nmの励起光をシリコン系太陽電池に照射してマッピング測定して得た反射率とに基づいて裏面構造の酸化アルミ膜206及び合金層である電極207が設計通りの効率が得られているかを評価することができる。
Moreover, according to the solar
なお、本発明は以上の実施形態に限定されるものではなく、例えば基準試料の量子効率スペクトルは評価対象の太陽電池のうち故障していないものの量子効率スペクトルで代用してもよく、また設計上理論的に得られる量子効率スペクトルで代用してもよい。また、図6−図8で内部量子効率や反射率を濃淡プロットとして可視化しているが、等高線を用いて可視化することもできる。 The present invention is not limited to the above embodiment. For example, the quantum efficiency spectrum of the reference sample may be replaced with the quantum efficiency spectrum of the solar cell to be evaluated that has not failed. A quantum efficiency spectrum obtained theoretically may be substituted. Moreover, although the internal quantum efficiency and the reflectance are visualized as a density plot in FIGS. 6 to 8, they can be visualized using contour lines.
また、本発明は、図3及び図4に示したフローチャートの動作をPC124により実行させる太陽電池の評価用プログラムも包含するものである。この太陽電池の評価用プログラムは、通信ネットワークを介して配信されてPC124の実行プログラム格納メモリ(図1ではPC124のブロック内にあるものとしている)にダウンロードしたものでもよいし、記録媒体から再生されて上記メモリにダウンロードされたものでもよく、ダウンロードの方法は問わない。
The present invention also includes a solar cell evaluation program that causes the
本発明は、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコン、ガリウム砒素単結晶、インジウムガリウム砒素単結晶、ガリウムリン単結晶、インジウムガリウムリン単結晶、ゲルマニウム単結晶、カルコパイライト系I-III-VI族化合物、ペロブスカイト化合物、カドミウムテルル、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化スズ、及びシリコンゲルマニウム単結晶の少なくともいずれかの材料で構成された太陽電池セルを評価対象の太陽電池とすることができ、評価対象が極めて広範囲で有用である。 The present invention includes single crystal silicon, polycrystalline silicon, amorphous silicon, gallium arsenide single crystal, indium gallium arsenide single crystal, gallium phosphide single crystal, indium gallium phosphide single crystal, germanium single crystal, chalcopyrite group I-III-VI A solar cell composed of at least one of a compound, a perovskite compound, cadmium tellurium, zinc oxide, titanium oxide, tin oxide, and silicon germanium single crystal can be used as an evaluation target solar cell. Very useful in a wide range.
100 太陽電池の評価装置
101 白色光源
102 レンズ
103 光学チョッパ
104 分光器
105 暗箱
106 絞り
107 ビームスプリッタ
108、110 放物面鏡
109 積分球
111 励起光センサ
112 反射光センサ
113、114、115 電流電圧変換器
116 ラボジャッキ
117 試料台
118、119 ステッピングモータ
121、122、123 ロックインアンプ
124 パーソナルコンピュータ(PC)
125 ディスプレイ
126 印刷機
201 太陽電池
202 Ag電極
203 p型シリコン基板
204 n+拡散層
205 SiN膜
206 酸化アルミ膜
207 BSF型の電極
208 Al電極
DESCRIPTION OF
125
Claims (8)
少なくとも前記励起光のスポットサイズを、前記太陽電池の表面電極の電極幅の2倍以上で、かつ、前記太陽電池の基板厚さに極力近い値に制御する光制御ステップと、
前記光制御ステップによりスポットサイズが制御された前記励起光を、前記試料台に載置された前記太陽電池の受光面の複数の測定点のそれぞれに順次照射して得た、前記太陽電池の内部量子効率の空間分布に基づいて、前記太陽電池の前記受光面と反対側の裏面構造の評価を行う評価ステップと、
を含むことを特徴とする太陽電池の評価方法。 Irradiate the light receiving surface of a solar cell mounted on a movable sample stage with excitation light whose wavelength and spot size can be arbitrarily changed, and each photoelectric conversion signal of reflected light from the solar cell and the excitation light And a solar cell evaluation method for obtaining an evaluation result of the solar cell based on the output signal of the solar cell,
A light control step of controlling at least the spot size of the excitation light to a value that is at least twice the electrode width of the surface electrode of the solar cell and as close as possible to the substrate thickness of the solar cell;
The inside of the solar cell obtained by sequentially irradiating each of a plurality of measurement points on the light receiving surface of the solar cell placed on the sample stage with the excitation light whose spot size is controlled by the light control step Based on the spatial distribution of quantum efficiency, an evaluation step for evaluating the back surface structure opposite to the light receiving surface of the solar cell;
The evaluation method of the solar cell characterized by including.
前記励起光が、前記受光面に形成された表面電極で反射して得られた反射光、及び前記受光面照射前の前記励起光の各光電変換信号と、前記表面電極の出力信号とに基づいて、励起光強度、全反射光強度及び光電流を測定し、その測定結果から前記太陽電池の内部量子効率及び反射率を算出する算出ステップと、
前記太陽電池の受光面における複数の測定点のそれぞれの測定結果から得られた前記算出ステップによる前記内部量子効率及び前記反射率と、前記励起光の波長とに基づいて、前記太陽電池の評価結果を得る評価ステップとを含み、
前記光照射ステップは、少なくとも前記励起光のスポットサイズを、前記表面電極の電極幅の2倍以上で、かつ、前記太陽電池の基板厚さに極力近い値に制御した前記励起光を前記受光面に照射し、
前記評価ステップは、前記太陽電池の前記受光面と反対側の裏面構造の評価を行うことを特徴とする太陽電池の評価方法。 A light irradiation step of irradiating a light receiving surface of a solar cell mounted on a sample stage that can move a horizontal plane by a specified distance in two axial directions with excitation light having a wavelength and a spot size controlled to desired values,
Based on the reflected light obtained by reflecting the excitation light on the surface electrode formed on the light receiving surface, each photoelectric conversion signal of the excitation light before irradiation of the light receiving surface, and the output signal of the surface electrode Measuring the excitation light intensity, total reflected light intensity and photocurrent, and calculating the internal quantum efficiency and reflectance of the solar cell from the measurement results;
Evaluation result of the solar cell based on the internal quantum efficiency and the reflectance by the calculation step obtained from the respective measurement results of the plurality of measurement points on the light receiving surface of the solar cell, and the wavelength of the excitation light An evaluation step to obtain
In the light irradiation step, at least the spot size of the excitation light is controlled to a value that is at least twice the electrode width of the surface electrode and close to the substrate thickness of the solar cell as much as possible. Irradiate
The evaluation step includes evaluating a back surface structure opposite to the light receiving surface of the solar cell.
前記評価ステップは、前記励起光が前記第1の波長の時に前記複数の測定点のそれぞれの測定結果に基づき前記算出ステップにより算出された第1の内部量子効率及び第1の反射率と、前記励起光が前記第2の波長の時に前記複数の測定点のそれぞれの測定結果に基づき前記算出ステップにより算出された第2の反射率とを用いて、前記太陽電池の裏面構造の評価を行うことを特徴とする請求項2記載の太陽電池の評価方法。 In the light irradiation step, the wavelength of the excitation light is controlled to a first wavelength at which an internal quantum efficiency lower than an internal quantum efficiency of a reference sample is obtained or a second wavelength at which the substrate of the solar cell appears to be substantially transparent. ,
The evaluation step includes the first internal quantum efficiency and the first reflectance calculated by the calculation step based on the measurement results of the plurality of measurement points when the excitation light has the first wavelength, The back surface structure of the solar cell is evaluated using the second reflectance calculated by the calculation step based on the measurement results of the plurality of measurement points when the excitation light has the second wavelength. The method for evaluating a solar cell according to claim 2.
少なくとも前記励起光のスポットサイズを、前記太陽電池の表面電極の電極幅の2倍以上で、かつ、前記太陽電池の基板厚さに極力近い値に制御する光制御手段と、
前記光制御手段によりスポットサイズが制御された前記励起光を、前記試料台に載置された前記太陽電池の受光面の複数の測定点のそれぞれに順次照射して得た、前記太陽電池の内部量子効率の空間分布に基づいて、前記太陽電池の前記受光面と反対側の裏面構造の評価を行う評価手段と、
を備えることを特徴とする太陽電池の評価装置。 Irradiate the light receiving surface of a solar cell mounted on a movable sample stage with excitation light whose wavelength and spot size can be arbitrarily changed, and each photoelectric conversion signal of reflected light from the solar cell and the excitation light And a solar cell evaluation device for obtaining an evaluation result of the solar cell based on the output signal of the solar cell,
Light control means for controlling at least the spot size of the excitation light to a value that is at least twice the electrode width of the surface electrode of the solar cell and as close as possible to the substrate thickness of the solar cell;
The inside of the solar cell obtained by sequentially irradiating each of the plurality of measurement points on the light receiving surface of the solar cell placed on the sample stage with the excitation light whose spot size is controlled by the light control means Based on the spatial distribution of quantum efficiency, an evaluation means for evaluating the back surface structure opposite to the light receiving surface of the solar cell;
A solar cell evaluation apparatus comprising:
前記試料台を移動する移動機構と、
波長及び前記太陽電池の受光面におけるスポットサイズがそれぞれ所望の値に制御された励起光を発生して、前記太陽電池の受光面に照射する光照射手段と、
照射された前記励起光が、受光面に形成された表面電極で反射された反射光、及び前記受光面照射前の前記励起光の各光電変換信号と、前記表面電極の出力信号とに基づいて、励起光強度、全反射光強度及び光電流を測定し、その測定結果から前記太陽電池の内部量子効率及び反射率を算出する算出手段と、
前記移動機構を駆動制御して、前記励起光のスポットが前記太陽電池の受光面における複数の測定点を順次位置するように前記試料台を移動させる駆動制御手段と、
前記複数の測定点のそれぞれの測定結果から得られた前記算出手段による前記内部量子効率及び前記反射率と、前記励起光の波長とに基づいて、前記太陽電池の評価結果を得る評価手段と、
を備え、
前記光照射手段は、少なくとも前記励起光のスポットサイズを、前記表面電極の電極幅の2倍以上で、かつ、前記太陽電池の基板厚さに極力近い値に制御し、
前記評価手段は、前記太陽電池の前記受光面と反対側の裏面構造の評価を行うことを特徴とする太陽電池の評価装置。 A sample stage on which a solar cell is mounted and movable in a biaxial direction on a horizontal plane parallel to the surface of the solar cell;
A moving mechanism for moving the sample stage;
A light irradiating means for generating excitation light in which the wavelength and the spot size on the light receiving surface of the solar cell are each controlled to a desired value and irradiating the light receiving surface of the solar cell;
Based on the reflected light reflected by the surface electrode formed on the light receiving surface, the photoelectric conversion signals of the excitation light before the light receiving surface irradiation, and the output signal of the surface electrode Measuring means for measuring the excitation light intensity, the total reflection light intensity and the photocurrent, and calculating the internal quantum efficiency and reflectance of the solar cell from the measurement results;
Drive control means for driving and controlling the moving mechanism to move the sample stage so that the spot of the excitation light sequentially positions a plurality of measurement points on the light receiving surface of the solar cell;
Evaluation means for obtaining an evaluation result of the solar cell based on the internal quantum efficiency and the reflectance by the calculation means obtained from the measurement results of the plurality of measurement points, and the wavelength of the excitation light,
With
The light irradiation means controls at least the spot size of the excitation light to a value that is at least twice the electrode width of the surface electrode and as close as possible to the substrate thickness of the solar cell,
The evaluation means evaluates a back surface structure opposite to the light receiving surface of the solar cell, and evaluates the solar cell.
前記評価手段は、前記励起光が前記第1の波長の時に前記複数の測定点のそれぞれの測定結果に基づき前記算出手段により算出された第1の内部量子効率及び第1の反射率と、前記励起光が前記第2の波長の時に前記複数の測定点のそれぞれの測定結果に基づき前記算出手段により算出された第2の反射率とを用いて、前記太陽電池の裏面構造の評価を行うことを特徴とする請求項5記載の太陽電池の評価装置。 The light irradiation means controls the wavelength of the excitation light to a first wavelength at which an internal quantum efficiency lower than an internal quantum efficiency of a reference sample is obtained or a second wavelength at which the substrate of the solar cell appears to be substantially transparent. ,
The evaluation means includes a first internal quantum efficiency and a first reflectance calculated by the calculation means based on the measurement results of the plurality of measurement points when the excitation light has the first wavelength, The back surface structure of the solar cell is evaluated using the second reflectance calculated by the calculation means based on the measurement results of the plurality of measurement points when the excitation light has the second wavelength. The solar cell evaluation apparatus according to claim 5.
前記コンピュータに、
少なくとも前記励起光のスポットサイズを、前記太陽電池の表面電極の電極幅の2倍以上で、かつ、前記太陽電池の基板厚さに極力近い値に制御する光制御機能と、
前記光制御機能によりスポットサイズが制御された前記励起光を、前記試料台に載置された前記太陽電池の受光面の複数の測定点のそれぞれに順次照射して得た、前記太陽電池の内部量子効率の空間分布に基づいて、前記太陽電池の前記受光面と反対側の裏面構造の評価を行う評価機能と、
を実現させることを特徴とする太陽電池の評価用プログラム。 Irradiate the light receiving surface of a solar cell mounted on a movable sample stage with excitation light whose wavelength and spot size can be arbitrarily changed, and each photoelectric conversion signal of reflected light from the solar cell and the excitation light And a solar cell evaluation program for causing a computer to execute evaluation of the solar cell to obtain an evaluation result of the solar cell based on the output signal of the solar cell,
In the computer,
A light control function for controlling at least the spot size of the excitation light to be not less than twice the electrode width of the surface electrode of the solar cell and as close as possible to the substrate thickness of the solar cell;
The inside of the solar cell obtained by sequentially irradiating each of the plurality of measurement points on the light receiving surface of the solar cell placed on the sample stage with the excitation light whose spot size is controlled by the light control function Based on the spatial distribution of quantum efficiency, an evaluation function for evaluating the back surface structure opposite to the light receiving surface of the solar cell;
A program for evaluating a solar cell characterized by realizing the above.
前記コンピュータに、
前記試料台に載置された太陽電池の受光面に、波長及びスポットサイズをそれぞれ所望の値に制御した励起光を照射する光照射機能と、
前記励起光が、前記受光面に形成された表面電極で反射して得られた反射光、及び前記受光面照射前の前記励起光の各光電変換信号と、前記表面電極の出力信号とに基づいて測定された、励起光強度、全反射光強度及び光電流の測定結果から前記太陽電池の内部量子効率及び反射率を算出する算出機能と、
前記太陽電池の受光面における複数の測定点のそれぞれの測定結果から得られた前記算出機能による前記内部量子効率及び前記反射率と、前記励起光の波長とに基づいて、前記太陽電池の評価結果を得る評価機能とを実現させ、
前記光照射機能は、少なくとも前記励起光のスポットサイズを、前記表面電極の電極幅の2倍以上で、かつ、前記太陽電池の基板厚さに極力近い値に制御した前記励起光を前記受光面に照射し、
前記評価機能は、前記太陽電池の前記受光面と反対側の裏面構造の評価を行うことを特徴とする太陽電池の評価用プログラム。 Irradiate the light receiving surface of a solar cell mounted on a movable sample stage with excitation light whose wavelength and spot size can be arbitrarily changed, and each photoelectric conversion signal of reflected light from the solar cell and the excitation light And a solar cell evaluation program for causing a computer to execute evaluation of the solar cell to obtain an evaluation result of the solar cell based on the output signal of the solar cell,
In the computer,
A light irradiation function for irradiating the light receiving surface of the solar cell placed on the sample stage with excitation light in which the wavelength and the spot size are controlled to desired values, and
Based on the reflected light obtained by reflecting the excitation light on the surface electrode formed on the light receiving surface, each photoelectric conversion signal of the excitation light before irradiation of the light receiving surface, and the output signal of the surface electrode A calculation function for calculating the internal quantum efficiency and the reflectance of the solar cell from the measurement results of the excitation light intensity, total reflection light intensity and photocurrent,
Evaluation result of the solar cell based on the internal quantum efficiency and the reflectance by the calculation function obtained from the measurement results of the plurality of measurement points on the light receiving surface of the solar cell, and the wavelength of the excitation light To achieve the evaluation function
In the light irradiation function, the light receiving surface is configured to control at least the excitation light spot size to a value that is at least twice the electrode width of the surface electrode and as close as possible to the substrate thickness of the solar cell. Irradiate
The evaluation function evaluates a back surface structure opposite to the light receiving surface of the solar cell.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021038972A (en) * | 2019-09-02 | 2021-03-11 | 株式会社日立ハイテクサイエンス | Quantum efficiency distribution acquisition method, quantum efficiency distribution display method, quantum efficiency distribution acquisition program, quantum efficiency distribution display program, spectrofluorometer and display device |
Citations (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05251537A (en) * | 1992-03-06 | 1993-09-28 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Wafer photoluminescence mapping apparatus |
JPH08220008A (en) * | 1995-02-15 | 1996-08-30 | Mitsubishi Electric Corp | Infrared ray inspecting apparatus |
JP2000252338A (en) * | 1999-03-04 | 2000-09-14 | Nec Corp | Method and system for evaluating semiconductor |
JP2001284425A (en) * | 2000-04-03 | 2001-10-12 | Mitsubishi Electric Corp | Failure analysis method and failure analysis appliance |
JP2002353474A (en) * | 2001-05-29 | 2002-12-06 | Mitsubishi Electric Corp | Apparatus and method for measuring internal quantum efficiency of solar battery |
JP2010212351A (en) * | 2009-03-09 | 2010-09-24 | Sharp Corp | Inspection device and inspection method |
JP2011049474A (en) * | 2009-08-28 | 2011-03-10 | Sharp Corp | Solar battery evaluation apparatus |
JP2011119629A (en) * | 2009-10-28 | 2011-06-16 | Finesensing Corp | Device and method of evaluating multijunction solar cell |
JP2011155225A (en) * | 2010-01-28 | 2011-08-11 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | Solar cell evaluation device and solar cell evaluation method |
JP2012527779A (en) * | 2009-05-19 | 2012-11-08 | ニューポート コーポレーション | Quantum efficiency measurement system and method of use |
JP2013053973A (en) * | 2011-09-06 | 2013-03-21 | Shimadzu Corp | Solar battery cell test equipment |
WO2013084441A1 (en) * | 2011-12-05 | 2013-06-13 | コニカミノルタ株式会社 | Solar cell spectral response measurement device |
US20130314118A1 (en) * | 2012-05-27 | 2013-11-28 | Sae Magnetics (H.K.) Ltd. | Testing method of a solar cell panel, and testing apparatus thereof |
JP2014169878A (en) * | 2013-03-01 | 2014-09-18 | Shimadzu Corp | Apparatus for inspecting substrate |
JP2016029345A (en) * | 2014-07-25 | 2016-03-03 | 株式会社Screenホールディングス | Inspection device and inspection method |
JP2016144253A (en) * | 2015-01-30 | 2016-08-08 | コニカミノルタ株式会社 | Spectral sensitivity measurement device |
-
2016
- 2016-08-31 JP JP2016170095A patent/JP6781985B2/en active Active
Patent Citations (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05251537A (en) * | 1992-03-06 | 1993-09-28 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Wafer photoluminescence mapping apparatus |
JPH08220008A (en) * | 1995-02-15 | 1996-08-30 | Mitsubishi Electric Corp | Infrared ray inspecting apparatus |
JP2000252338A (en) * | 1999-03-04 | 2000-09-14 | Nec Corp | Method and system for evaluating semiconductor |
JP2001284425A (en) * | 2000-04-03 | 2001-10-12 | Mitsubishi Electric Corp | Failure analysis method and failure analysis appliance |
JP2002353474A (en) * | 2001-05-29 | 2002-12-06 | Mitsubishi Electric Corp | Apparatus and method for measuring internal quantum efficiency of solar battery |
JP2010212351A (en) * | 2009-03-09 | 2010-09-24 | Sharp Corp | Inspection device and inspection method |
JP2012527779A (en) * | 2009-05-19 | 2012-11-08 | ニューポート コーポレーション | Quantum efficiency measurement system and method of use |
JP2011049474A (en) * | 2009-08-28 | 2011-03-10 | Sharp Corp | Solar battery evaluation apparatus |
JP2011119629A (en) * | 2009-10-28 | 2011-06-16 | Finesensing Corp | Device and method of evaluating multijunction solar cell |
JP2011155225A (en) * | 2010-01-28 | 2011-08-11 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | Solar cell evaluation device and solar cell evaluation method |
JP2013053973A (en) * | 2011-09-06 | 2013-03-21 | Shimadzu Corp | Solar battery cell test equipment |
WO2013084441A1 (en) * | 2011-12-05 | 2013-06-13 | コニカミノルタ株式会社 | Solar cell spectral response measurement device |
US20130314118A1 (en) * | 2012-05-27 | 2013-11-28 | Sae Magnetics (H.K.) Ltd. | Testing method of a solar cell panel, and testing apparatus thereof |
JP2014169878A (en) * | 2013-03-01 | 2014-09-18 | Shimadzu Corp | Apparatus for inspecting substrate |
JP2016029345A (en) * | 2014-07-25 | 2016-03-03 | 株式会社Screenホールディングス | Inspection device and inspection method |
JP2016144253A (en) * | 2015-01-30 | 2016-08-08 | コニカミノルタ株式会社 | Spectral sensitivity measurement device |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
DENG, WEIWEI ET AL.: "20.8% Efficient PERC Solar Cell on 156 mm×156 mm p-Type Multi-Crystalline Silicon Substrate", 2015 IEEE 42ND PHOTOVOLTAIC SPECIALIST CONFERENCE (PVSC), JPN6020036219, 17 December 2015 (2015-12-17), pages 1 - 6, ISSN: 0004355210 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021038972A (en) * | 2019-09-02 | 2021-03-11 | 株式会社日立ハイテクサイエンス | Quantum efficiency distribution acquisition method, quantum efficiency distribution display method, quantum efficiency distribution acquisition program, quantum efficiency distribution display program, spectrofluorometer and display device |
JP7284457B2 (en) | 2019-09-02 | 2023-05-31 | 株式会社日立ハイテクサイエンス | Quantum efficiency distribution acquisition method, quantum efficiency distribution display method, quantum efficiency distribution acquisition program, quantum efficiency distribution display program, spectrofluorophotometer and display device |
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---|---|
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