JP2019128247A - 太陽電池試料検査装置、及び太陽電池試料検査方法 - Google Patents
太陽電池試料検査装置、及び太陽電池試料検査方法 Download PDFInfo
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Abstract
Description
フォトルミネッセンス(PL)を利用した太陽電池試料検査装置であって、
垂直共振器面発光レーザーを二次元アレイ状に配列して構成した光源により、太陽電池試料の検査面に励起光を面照射する照射手段と、
前記太陽電池試料の検査面において、PLの二次元強度分布を示す画像を顕微鏡カメラにより撮影する撮影手段と、
を備えることにある。
前記照射手段は、前記顕微鏡カメラの撮影領域に対して、5〜50倍の幅の領域に励起光を照射することが好ましい。
前記検査面は、前記太陽電池試料の裏面であることが好ましい。
前記照射手段は、波長780〜1000nmの励起光を、10〜100秒間、1〜20W/cm2の強度で照射することが好ましい。
前記照射手段は、前記顕微鏡カメラの対物レンズの光軸に対して前記光源の照射軸が30〜60°の角度をなすように構成されていることが好ましい。
前記撮影手段により撮影された画像にシェーディング補正を施す画像処理手段をさらに備えることが好ましい。
前記撮影手段は、前記太陽電池試料の切除加工領域を撮影することが好ましい。
フォトルミネッセンス(PL)を利用した太陽電池試料検査方法であって、
垂直共振器面発光レーザーを二次元アレイ状に配列して構成した光源により、太陽電池試料の検査面に励起光を面照射する照射工程と、
前記太陽電池試料の検査面において、PLの二次元強度分布を示す画像を顕微鏡カメラにより撮影する撮影工程と、
を包含することにある。
前記照射工程において、前記顕微鏡カメラの撮影領域に対して、5〜50倍の幅の領域に励起光を照射することが好ましい。
前記照射工程において、前記顕微鏡カメラの対物レンズの光軸に対して前記光源の照射軸が30〜60°の角度をなすように前記励起光を照射することが好ましい。
本発明の太陽電池試料検査装置、及び太陽電池試料検査方法を説明する前に、一般的なPERC型の太陽電池セルの構造、及び検査対象となる太陽電池試料について説明する。ここで、太陽電池試料とは、太陽電池セルの製造プロセスにおいて、裏面電極が形成される前の状態の構造体を意味する。図1は、PERC型の太陽電池セル100、及び太陽電池試料100aの説明図である。(a)は、PERC型の太陽電池セル100を模式的に示す断面図である。(b)は、検査対象となる太陽電池試料100aを模式的に示す断面図である。
図2は、実施形態に係る太陽電池試料検査装置10の説明図である。太陽電池試料検査装置10は、半導体に励起光を照射したときに発生するPLを利用して太陽電池試料100aを検査するものである。太陽電池試料検査装置10は、照射手段11と、撮影手段12とを備え、さらに任意の構成として、画像処理部13と、表示部14と、載置台15とを備えている。太陽電池試料検査装置10は、太陽電池試料100aを検査対象とし、太陽電池試料100aは、裏面側を検査面Rとして上に向けた状態で載置台15に載置される。
図3は、実施形態に係る太陽電池試料検査装置10において撮影した画像である。(a)は、撮影手段12によって撮影されたPL画像を示し、(b)は、画像処理部13によって補正された補正画像を示す。PL画像には、図3(a)に示すように、縦方向及び横方向の夫々に複数の貫通孔7が配列した2.5mm四方の範囲が撮影されている。PL画像では、PLの強度が大きい画素が明るくなり、PLの強度が小さい画素が暗くなることで、PLの二次元強度分布が示される。図3(a)に示す例では、貫通孔7の周囲が暗くなっており、絶縁層がレーザーアブレーションによりダメージを受けたことが確認できる。図3(b)に示す補正画像では、貫通孔7の形状、大きさ等から貫通孔7が正常に形成されているか否かを確認することができる。
図6は、本発明の太陽電池試料検査方法の手順を示したフローチャートである。フローチャートに示す各工程の詳細は、太陽電池試料検査装置10についての説明と重複するため、その説明を省略し、ここでは、フローチャートにより示した手順に重点を置いて説明する。
本発明の太陽電池試料検査装置、及び太陽電池試料検査方法は、PERC型の太陽電池セルの試料だけではなく、他のタイプの太陽電池セルの試料を検査対象とすることも可能である。例えば、IBC(Interdigitated Back Contact)型の太陽電池セル、HIT(Heterojunction with Intrinsic Thin−layer)型の太陽電池セル、及びHBC(Heterojunction Back Contact)型の太陽電池セル等の製造プロセスにおける太陽電池試料を検査対象とすることも可能である。
11 照射手段
11a 光源
12 撮影手段
12a 対物レンズ
13 画像処理部(画像処理手段)
R 検査面
100a 太陽電池試料
Claims (10)
- フォトルミネッセンス(PL)を利用した太陽電池試料検査装置であって、
垂直共振器面発光レーザーを二次元アレイ状に配列して構成した光源により、太陽電池試料の検査面に励起光を面照射する照射手段と、
前記太陽電池試料の検査面において、PLの二次元強度分布を示す画像を顕微鏡カメラにより撮影する撮影手段と、
を備える太陽電池試料検査装置。 - 前記照射手段は、前記顕微鏡カメラの撮影領域に対して、5〜50倍の幅の領域に励起光を照射する請求項1に記載の太陽電池試料検査装置。
- 前記検査面は、前記太陽電池試料の裏面である請求項1又は2に記載の太陽電池試料検査装置。
- 前記照射手段は、波長780〜1000nmの励起光を、10〜100秒間、1〜20W/cm2の強度で照射する請求項1〜3の何れか一項に記載の太陽電池試料検査装置。
- 前記照射手段は、前記顕微鏡カメラの対物レンズの光軸に対して前記光源の照射軸が30〜60°の角度をなすように構成されている請求項1〜4の何れか一項に記載の太陽電池試料検査装置。
- 前記撮影手段により撮影された画像にシェーディング補正を施す画像処理手段をさらに備える請求項5に記載の太陽電池試料検査装置。
- 前記撮影手段は、前記太陽電池試料の切除加工領域を撮影する請求項1〜6の何れか一項に記載の太陽電池試料検査装置。
- フォトルミネッセンス(PL)を利用した太陽電池試料検査方法であって、
垂直共振器面発光レーザーを二次元アレイ状に配列して構成した光源により、太陽電池試料の検査面に励起光を面照射する照射工程と、
前記太陽電池試料の検査面において、PLの二次元強度分布を示す画像を顕微鏡カメラにより撮影する撮影工程と、
を包含する太陽電池試料検査方法。 - 前記照射工程において、前記顕微鏡カメラの撮影領域に対して、5〜50倍の幅の領域に励起光を照射する請求項8に記載の太陽電池試料検査方法。
- 前記照射工程において、前記顕微鏡カメラの対物レンズの光軸に対して前記光源の照射軸が30〜60°の角度をなすように前記励起光を照射する請求項8又は9に記載の太陽電池試料検査方法。
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