JP5804362B2

JP5804362B2 - Inspection apparatus and inspection method

Info

Publication number: JP5804362B2
Application number: JP2011155665A
Authority: JP
Inventors: 英俊中西; 政吉斗内
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd; Osaka University NUC
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd; Osaka University NUC
Priority date: 2011-07-14
Filing date: 2011-07-14
Publication date: 2015-11-04
Anticipated expiration: 2031-07-14
Also published as: JP2013019861A

Description

この発明は、フォトデバイスが形成されている基板を検査する技術に関する。 The present invention relates to a technique for inspecting a substrate on which a photo device is formed.

フォトデバイスの１種である太陽電池の製造工程においては、いわゆる４端子測定法を利用して、太陽電池の電気特性を測定する検査装置が利用されている。具体的には、太陽電池の受光面と裏面に設けられた集電電極に、電流測定用のプローブピンと電圧測定用のプローブピンとが当てられる。この状態で、疑似太陽光が照射されながら、太陽電池に印加する電圧を変化させて電流電圧の関係を測定する。これにより、太陽電池のＩ−Ｖ特性が測定される（例えば、特許文献１）。 In a manufacturing process of a solar cell that is one type of photo device, an inspection apparatus that measures the electrical characteristics of the solar cell using a so-called four-terminal measurement method is used. Specifically, a current measuring probe pin and a voltage measuring probe pin are applied to the collecting electrodes provided on the light receiving surface and the back surface of the solar cell. In this state, the voltage applied to the solar cell is changed while the simulated sunlight is irradiated, and the relationship between the current and voltage is measured. Thereby, the IV characteristic of a solar cell is measured (for example, patent document 1).

特開２０１０−１８２９６９号公報JP 2010-182969 A

ところが、従来の太陽電池の検査装置の場合、電流測定用または電圧測定用のプローブピンを集電電極に接触する必要があった。このため、プローブピンのメッキが剥がれるなど、プローブピンが摺り減るという問題がある。また、太陽電池にプローブピンを当接させるため、検査中に太陽電池素子を傷付けてしまう虞があった。 However, in the case of a conventional solar cell inspection apparatus, it is necessary to contact a probe pin for current measurement or voltage measurement with a collecting electrode. For this reason, there is a problem that the probe pin is rubbed off, for example, the plating of the probe pin is peeled off. Further, since the probe pin is brought into contact with the solar cell, there is a possibility that the solar cell element may be damaged during the inspection.

ところで、太陽電池などのフォトデバイスは、ｐｎ接合部の空乏層に光が照射されることで生じる自由電子と自由正孔を利用する素子として構成されている。この空乏層における電界強度または電界分布は、フォトデバイスの性能を決定する重要なパラメーターとなっている。したがって、空乏層を検査することによって、フォトダイオードの性能を評価することができる。しかしながら、フォトデバイスの空乏層を非接触で検査する技術はほとんど知られていない。 By the way, a photo device such as a solar cell is configured as an element that utilizes free electrons and free holes generated by irradiating light to a depletion layer of a pn junction. The electric field strength or electric field distribution in the depletion layer is an important parameter that determines the performance of the photo device. Therefore, the performance of the photodiode can be evaluated by inspecting the depletion layer. However, few techniques are known for inspecting the depletion layer of a photo device in a non-contact manner.

また、フォトデバイスには、空乏層以外の部分にも様々な電界が存在し得る。電界の具体例としては、例えば、格子欠陥や金属と半導体の接触による内部電界、または、逆バイアス電圧印加による外部電界などが挙げられる。フォトデバイスにおいては、これらの電界に起因する光励起キャリア発生領域が存在し得るが、これらの領域を非接触で検査する技術はほとんど知られていない。また、光励起キャリア発生領域における光励起キャリアの拡散情報も、フォトデバイスの性能に関連するパラメーターである。しかしながら、この拡散情報を非接触で検査する技術はほとんど知られていない。 In addition, various electric fields may exist in portions other than the depletion layer in the photo device. Specific examples of the electric field include, for example, an internal electric field due to lattice defects, contact between a metal and a semiconductor, or an external electric field due to application of a reverse bias voltage. In a photo device, photoexcited carrier generation regions due to these electric fields may exist, but there are few known techniques for inspecting these regions in a non-contact manner. The diffusion information of photoexcited carriers in the photoexcited carrier generation region is also a parameter related to the performance of the photo device. However, few techniques are known for inspecting this diffusion information in a non-contact manner.

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、フォトデバイスの光励起キャリア発生領域を非接触で検査する技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a technique for inspecting a photoexcited carrier generation region of a photo device in a non-contact manner.

上記の課題を解決するため、第１の態様は、フォトデバイスが形成された基板を検査する検査装置であって、パルス光を基板の検査位置に照射する照射部と、前記パルス光の照射に応じて前記フォトデバイスにて発生する電磁波パルスを検出する検出部と、前記基板に形成されている前記フォトデバイスのｐ型半導体層の電極およびｎ型半導体層の電極に対して、逆バイアス電圧を印加することによって、前記ｐ型半導体層及び前記ｎ型半導体層間に形成される空乏層を広げて前記電磁波パルスの電界強度を強める逆バイアス印加回路とを備える。 In order to solve the above-described problem, a first aspect is an inspection apparatus that inspects a substrate on which a photo device is formed, and includes an irradiation unit that irradiates an inspection position of a substrate with pulse light, and irradiation of the pulse light. In response , a reverse bias voltage is applied to a detection unit that detects an electromagnetic wave pulse generated in the photo device, and an electrode of the p-type semiconductor layer and an electrode of the n-type semiconductor layer of the photo device formed on the substrate. And a reverse bias applying circuit that widens a depletion layer formed between the p-type semiconductor layer and the n-type semiconductor layer by applying voltage to increase an electric field strength of the electromagnetic wave pulse .

また、第２の態様は、第１の態様に係る検査装置において、前記検出部は、前記パルス光の光源から出射されるプローブ光の照射に応じて、前記電磁波パルスの電界強度を検出する検出器と、前記電磁波パルスが前記検出器へ到達する時間と、前記プローブ光が前記検出部へ到達する時間との時間差を変更することによって、前記検出器による前記電磁波パルスの検出タイミングを遅延させる遅延部とを備える。 Moreover, the 2nd aspect is a test | inspection apparatus which concerns on a 1st aspect, The said detection part detects the electric field strength of the said electromagnetic wave pulse according to irradiation of the probe light radiate | emitted from the light source of the said pulsed light A delay for delaying the detection timing of the electromagnetic wave pulse by the detector by changing a time difference between the detector and a time for the electromagnetic wave pulse to reach the detector and a time for the probe light to reach the detection unit A part.

また、第３の態様は、第２の態様に係る検査装置において、前記検出タイミングが、前記電磁波パルスの電界強度が最大となる検出タイミングとなるように、前記遅延部を制御する制御部、をさらに備える。 In addition, according to a third aspect, in the inspection apparatus according to the second aspect, a control unit that controls the delay unit so that the detection timing is a detection timing at which the electric field intensity of the electromagnetic wave pulse becomes maximum. Further prepare.

また、第４の態様は、第２または第３の態様に係る検査装置において、複数の前記検出タイミングにおいて前記検出器において検出される電磁パルスの電磁波強度から、時間波形を構築する時間波形構築部、をさらに備える。 Moreover, the 4th aspect is a time waveform construction part which builds a time waveform from the electromagnetic wave intensity of the electromagnetic pulse detected in the said detector in the said several detection timing in the test | inspection apparatus which concerns on a 2nd or 3rd aspect. Are further provided.

また、第５の態様は、第４の態様に係る検査装置において、前記時間波形構築部によって構築された前記電磁波パルスの時間波形に基づいてフーリエ変換を行うことにより、スペクトル解析を行うスペクトル解析部、をさらに備える。 Moreover, the 5th aspect is a spectrum analysis part which performs a spectrum analysis by performing a Fourier transform based on the time waveform of the said electromagnetic wave pulse constructed | assembled by the said time waveform structure part in the inspection apparatus which concerns on a 4th aspect. Are further provided.

また、第６の態様は、第１から第５態様の態様までのいずれか１態様に係る検査装置において、二次元平面内において、前記基板を前記照射部に対して相対的に移動させる相対移動機構、をさらに備える。 A sixth aspect is the inspection apparatus according to any one of the first to fifth aspects, wherein the substrate is moved relative to the irradiation unit in a two-dimensional plane. A mechanism.

また、第７の態様は、第１から第６の態様までのいずれか１態様に係る検査装置において、前記パルス光の光軸が、前記基板の受光面側から前記受光面に対して斜めに入射する。 According to a seventh aspect, in the inspection apparatus according to any one of the first to sixth aspects, the optical axis of the pulsed light is inclined with respect to the light receiving surface from the light receiving surface side of the substrate. Incident.

また、第８の態様は、第１から第６の態様までのいずれか１態様に係る検査装置において、前記パルス光の光軸が前記基板の受光面側から前記受光面に対して垂直に入射する。 According to an eighth aspect, in the inspection apparatus according to any one of the first to sixth aspects, the optical axis of the pulsed light is perpendicularly incident on the light receiving surface from the light receiving surface side of the substrate. To do.

また、第９の態様は、第８の態様に係る検査装置において、前記検出部は、前記受光面側に出射される電磁波パルスを検出する。 According to a ninth aspect, in the inspection apparatus according to the eighth aspect, the detection unit detects an electromagnetic wave pulse emitted toward the light receiving surface.

また、第１０の態様は、第１から第９の態様までのいずれか１態様に係る検査装置において、前記基板が、シリコン結晶系の太陽電池パネルであり、前記パルス光の波長が、１マイクロメートル以下である。 According to a tenth aspect, in the inspection apparatus according to any one of the first to ninth aspects, the substrate is a silicon crystal solar cell panel, and the wavelength of the pulsed light is 1 micron. Below the meter.

また、第１１の態様は、第１から第１０の態様までのいずれか１態様に係る検査装置において、前記フォトデバイスにおいて発生する前記電磁波パルスが、周波数０．０１テラヘルツ以上１０テラヘルツ以下の範囲のテラヘルツ波を含む。 The eleventh aspect is the inspection apparatus according to any one of the first to tenth aspects, wherein the electromagnetic wave pulse generated in the photo device has a frequency in the range of 0.01 terahertz to 10 terahertz. Includes terahertz waves.

また、第１２の態様は、フォトデバイスが形成された基板を検査する検査方法であって、パルス光を基板の検査位置に照射する照射工程と、前記パルス光の照射に応じて前記フォトデバイスにて発生する電磁波パルスを検出する検出工程と、前記基板に形成されている前記フォトデバイスのｐ型半導体層の電極およびｎ型半導体層の電極に対して、逆バイアス電圧を印加することによって、前記ｐ型半導体層及び前記ｎ型半導体層間に形成される空乏層を広げて前記電磁波パルスの電界強度を強める逆バイアス電圧印加工程とを含む。 A twelfth aspect is an inspection method for inspecting a substrate on which a photo device is formed, an irradiation step of irradiating the inspection position of the substrate with a pulsed light, and the photo device according to the irradiation of the pulsed light. Detecting an electromagnetic wave pulse generated by applying a reverse bias voltage to the electrode of the p-type semiconductor layer and the electrode of the n-type semiconductor layer of the photo device formed on the substrate, and a reverse bias voltage applying step of expanding a depletion layer formed between the p-type semiconductor layer and the n-type semiconductor layer to increase the electric field strength of the electromagnetic wave pulse .

第１から第１２の態様に係る検査装置によると、フォトデバイスのｐｎ接合部の空乏層などの光励起キャリア発生領域にパルス光を照射することによって、光励起キャリア発生領域の特性に応じた電磁波パルスが外部に出射される。この電磁波パルスの電界強度を検出することによって、光励起キャリア発生領域の形成、欠陥または移動度などの状況を非接触状態にて検査することができる。
また、逆バイアス電圧を印加することによって、パルス光を照射したときに発生する電磁波パルスの電界強度を高めることができる。 According to the inspection apparatus according to the first to twelfth aspects, by irradiating the photoexcited carrier generation region such as the depletion layer of the pn junction of the photo device with the pulsed light, the electromagnetic wave pulse corresponding to the characteristics of the photoexcited carrier generation region is generated. It is emitted to the outside. By detecting the electric field intensity of this electromagnetic wave pulse, it is possible to inspect the conditions such as formation of a photoexcited carrier generation region, defects or mobility in a non-contact state.
Further, by applying a reverse bias voltage, the electric field strength of an electromagnetic wave pulse generated when pulsed light is irradiated can be increased.

第２の態様に係る検査装置によると、遅延部を設けることによって、テラヘルツ波の電界強度を任意のタイミングで検出することができる。 According to the inspection apparatus according to the second aspect, by providing the delay unit, the electric field strength of the terahertz wave can be detected at an arbitrary timing.

第３の態様に係る検査装置によると、電磁波パルスの電界強度が最大となるタイミングで電界強度を検出することによって、光励起キャリア発生領域の特性を評価しやすくなる。 According to the inspection apparatus according to the third aspect, it is easy to evaluate the characteristics of the photoexcited carrier generation region by detecting the electric field strength at a timing at which the electric field strength of the electromagnetic wave pulse becomes maximum.

第４の態様に係る検査装置によると、電磁波パルスの時間波形を構築することによって、光励起キャリア発生領域の特性を検査することができる。 According to the inspection apparatus according to the fourth aspect, the characteristics of the photoexcited carrier generation region can be inspected by constructing the time waveform of the electromagnetic wave pulse.

第５の態様に係る検査装置によると、時間波形をスペクトル解析することによって、不純物混入やその他の基板の異常を検出することができる。 According to the inspection apparatus of the fifth aspect, it is possible to detect impurity contamination and other substrate abnormalities by performing spectral analysis of the time waveform.

第６の態様に係る検査装置によると、基板の様々な領域について検査することができる。 According to the inspection apparatus according to the sixth aspect, it is possible to inspect various regions of the substrate.

第７および第８の態様に係る検査装置によると、受光面側からパルス光を照射することによって、空乏層などの光励起キャリア発生領域にパルス光が到達しやすくなる。したがって、電磁波パルスが発生しやすくなり、検査を行いやすくなる。
According to the inspection apparatus according to the seventh and eighth aspects, the pulsed light easily reaches the photoexcited carrier generation region such as a depletion layer by irradiating the pulsed light from the light receiving surface side. Therefore, electromagnetic wave pulses are likely to be generated, and inspection is facilitated.

第１実施形態に係る検査装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an inspection apparatus according to a first embodiment. 図１に示した照射部と検出部の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the irradiation part and detection part which were shown in FIG. 太陽電池パネルの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of a solar cell panel. 太陽電池パネルを受光面側から見た平面図である。It is the top view which looked at the solar cell panel from the light-receiving surface side. 太陽電池パネルを裏面側から見た平面図である。It is the top view which looked at the solar cell panel from the back side. 検査（１）における検査装置の動作の流れ図である。It is a flowchart of operation | movement of the test | inspection apparatus in test | inspection (1). 時間波形構築部により構築されるテラヘルツ波パルスの時間波形を示す図である。It is a figure which shows the time waveform of the terahertz wave pulse constructed | assembled by the time waveform construction part. テラヘルツ波パルスのスペクトル分布を示す図である。It is a figure which shows the spectrum distribution of a terahertz wave pulse. 検査（２）における検査装置の動作の流れ図である。It is a flowchart of operation | movement of the test | inspection apparatus in test | inspection (2). モニターに表示される電界強度分布画像の一例である。It is an example of the electric field strength distribution image displayed on a monitor. 第２実施形態に係る検査装置の照射部と検出部の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the irradiation part and detection part of the inspection apparatus which concern on 2nd Embodiment. 第３実施形態に係る検査装置の照射部と検出部の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the irradiation part and detection part of the inspection apparatus which concern on 3rd Embodiment.

以下、図面を参照して実施形態を詳細に説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成要素はあくまでも例示であり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings. However, the constituent elements described in this embodiment are merely examples, and are not intended to limit the scope of the present invention only to them.

＜１．第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係る検査装置１００の概略構成図である。また、図２は、図１に示した照射部１２と検出部１３の概略構成図である。検査装置１００は、フォトデバイスが形成された基板の一種である太陽電池パネル９０の空乏層の特性を検査するのに適した構成を備えている。 <1. First Embodiment>
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an inspection apparatus 100 according to the first embodiment. 2 is a schematic configuration diagram of the irradiation unit 12 and the detection unit 13 shown in FIG. The inspection apparatus 100 has a configuration suitable for inspecting the characteristics of a depletion layer of a solar cell panel 90 that is a kind of substrate on which a photo device is formed.

なお、検査装置１００において、検査対象となる基板は、太陽電池パネル９０に限定されるものではない。可視光を含む光を電流に変換するフォトデバイスを含む基板であれば、検査装置１００の検査対象物となり得る。太陽電池パネル以外のフォトデバイスとしては、具体的には、ＣＭＯＳセンサやＣＣＤセンサなどのイメージセンサが想定される。なお、イメージセンサの中には、使用状態においてフォトデバイスが形成された基板の裏面側となる部分に受光素子が形成されているものが知られている。このような基板であっても、使用状態において受光する側の主面を受光面として検査装置１００に設置すれば、良好にテラヘルツ波パルスＬＴ１を検出することができる。 In the inspection apparatus 100, the substrate to be inspected is not limited to the solar cell panel 90. Any substrate including a photo device that converts light including visible light into current can be an inspection object of the inspection apparatus 100. Specifically, an image sensor such as a CMOS sensor or a CCD sensor is assumed as a photo device other than the solar battery panel. Some image sensors are known in which a light receiving element is formed on the back side of a substrate on which a photo device is formed in use. Even with such a substrate, the terahertz wave pulse LT1 can be detected satisfactorily if it is installed in the inspection apparatus 100 with the main surface on the light receiving side in use as the light receiving surface.

上述したように、太陽電池などフォトデバイスは、ｐ型とｎ型の半導体が接合されたｐｎ接合部を有している。このｐｎ接合部付近では電子と正孔とが互いに拡散して結びつく拡散電流が生じることによって、ｐｎ接合部付近に電子と正孔とが少ない空乏層が形成されている。この領域では、電子と正孔をそれぞれｎ型、ｐ型領域に引き戻す力が生じるため、フォトデバイスの内部に電界が生じている。ある程度のエネルギー（禁制帯幅を超えるエネルギー）を持つ光をｐｎ接合部に照射した場合、ｐｎ接合部において、内部の電界によって光電子がｎ型半導体側に移動し、取り残された正孔はｐ型半導体に移動する。フォトデバイスでは、この電流がｎ型半導体およびｐ型半導体のそれぞれに取り付けた電極を介して、外部に取り出される。このように、フォトデバイスにおいては、ｐｎ接合部の空乏層に光が照射されたときに生じる自由電子と自由正孔の移動が直流電力として利用される。 As described above, a photo device such as a solar cell has a pn junction where a p-type semiconductor and an n-type semiconductor are joined. In the vicinity of the pn junction, a depletion layer with few electrons and holes is formed in the vicinity of the pn junction by generating a diffusion current in which electrons and holes are diffused and combined with each other. In this region, a force is generated to pull electrons and holes back to the n-type and p-type regions, respectively, so that an electric field is generated inside the photo device. When light having a certain amount of energy (energy exceeding the forbidden band width) is irradiated to the pn junction, the photoelectrons move to the n-type semiconductor side by the internal electric field at the pn junction, and the remaining holes are p-type Move to semiconductor. In the photo device, this current is extracted to the outside through electrodes attached to the n-type semiconductor and the p-type semiconductor, respectively. As described above, in the photo device, the movement of free electrons and free holes generated when the depletion layer of the pn junction is irradiated with light is used as DC power.

発明者らは、フォトデバイスに所定波長のパルス光を照射したとき、特定波長の電磁波パルスが発生することを見出した。これは、空乏層などの光励起キャリア発生領域に光が照射されることで光励起キャリアが移動することにより、電磁波が発生すると考えられる。つまり発生する電磁波パルスは、空乏層などの光励起キャリア発生領域の特性を反映するものである。したがって、検出された電磁波パルスを解析することによって、ｐｎ接合部の空乏層の特性を検査することができる。検査装置１００においては、この原理に基づき、太陽電池パネル９０に向けて所定波長のパルス光を照射したときに発生する電磁波パルスを検出するように構成されている。 The inventors have found that when a photo device is irradiated with pulsed light having a predetermined wavelength, an electromagnetic wave pulse having a specific wavelength is generated. This is considered that electromagnetic waves are generated when photoexcited carriers move by irradiating light to a photoexcited carrier generation region such as a depletion layer. That is, the generated electromagnetic wave pulse reflects the characteristics of the photoexcited carrier generation region such as a depletion layer. Therefore, the characteristics of the depletion layer of the pn junction can be inspected by analyzing the detected electromagnetic wave pulse. Based on this principle, the inspection apparatus 100 is configured to detect an electromagnetic wave pulse generated when pulsed light having a predetermined wavelength is irradiated toward the solar cell panel 90.

図１に示したように、検査装置１００は、ステージ１１、照射部１２、検出部１３、可視カメラ１４、モーター１５、制御部１６、モニター１７および操作入力部１８を備えている。 As shown in FIG. 1, the inspection apparatus 100 includes a stage 11, an irradiation unit 12, a detection unit 13, a visible camera 14, a motor 15, a control unit 16, a monitor 17, and an operation input unit 18.

ステージ１１は、図示を省略する固定手段によって、太陽電池パネル９０をステージ１１上に固定する。固定手段としては、基板を挟持する挟持具を利用したもの、粘着性シート、または、ステージ１１表面に形成される吸着孔などが想定される。ただし、太陽電池パネル９０を固定できるのであれば、どのような固定手段が適用されてもよい。本実施形態では、ステージ１１は、太陽電池パネル９０の受光面９１Ｓ側に照射部１２および検出部１３が配置されるように太陽電池パネル９０を保持する。 The stage 11 fixes the solar cell panel 90 on the stage 11 by fixing means (not shown). As the fixing means, one using a holding tool for holding the substrate, an adhesive sheet, or an adsorption hole formed on the surface of the stage 11 is assumed. However, any fixing means may be applied as long as the solar cell panel 90 can be fixed. In the present embodiment, the stage 11 holds the solar cell panel 90 such that the irradiation unit 12 and the detection unit 13 are disposed on the light receiving surface 91 S side of the solar cell panel 90.

図２に示したように、照射部１２は、フェムト秒レーザー１２１を備えている。フェムト秒レーザー１２１は、例えば、３６０ｎｍ（ナノメートル）以上１μｍ（マイクロメートル）以下の可視光領域を含む波長のパルス光（パルス光ＬＰ１）を放射する。本実施形態では、中心波長が８００ｎｍ付近であり、周期が数ｋＨｚ〜数百ＭＨｚ、パルス幅が１０〜１５０フェムト秒程度の直線偏光のパルス光が放射される。なお、その他の波長領域（例えば、青色波長（４５０〜４９５ｎｍ）、緑色波長（４９５〜５７０ｎｍ）などの可視光波長）のパルス光が出射されるようにしてもよい。 As shown in FIG. 2, the irradiation unit 12 includes a femtosecond laser 121. The femtosecond laser 121 emits pulsed light (pulsed light LP1) having a wavelength including a visible light region of, for example, 360 nm (nanometer) or more and 1 μm (micrometer) or less. In the present embodiment, linearly polarized pulsed light having a center wavelength of about 800 nm, a period of several kHz to several hundred MHz, and a pulse width of about 10 to 150 femtoseconds is emitted. Note that pulse light in other wavelength regions (for example, visible light wavelengths such as blue wavelength (450 to 495 nm) and green wavelength (495 to 570 nm)) may be emitted.

フェムト秒レーザー１２１から出射されたパルス光ＬＰ１は、ビームスプリッタＢ１により２つに分割される。分割された一方のパルス光（パルス光ＬＰ１１）は、太陽電池パネル９０に照射される。このとき、照射部１２は、パルス光ＬＰ１１の照射を、受光面９１Ｓ側から行う。また、パルス光ＬＰ１１の光軸が、太陽電池パネル９０の受光面９１Ｓに対して斜めに入射するように、パルス光ＬＰ１１が太陽電池パネル９０に対して照射される。本実施形態では、入射角度が４５度となるように照射角度が設定されている。ただし、入射角度はこのような角度に限定されるものではなく、０度から９０度の範囲で適宜変更することができる。 The pulsed light LP1 emitted from the femtosecond laser 121 is divided into two by the beam splitter B1. One of the divided pulse lights (pulse light LP11) is applied to the solar cell panel 90. At this time, the irradiation unit 12 performs irradiation with the pulsed light LP11 from the light receiving surface 91S side. Further, the pulsed light LP11 is applied to the solar cell panel 90 so that the optical axis of the pulsed light LP11 is obliquely incident on the light receiving surface 91S of the solar cell panel 90. In the present embodiment, the irradiation angle is set so that the incident angle is 45 degrees. However, the incident angle is not limited to such an angle, and can be appropriately changed within a range of 0 to 90 degrees.

図３は、太陽電池パネル９０の概略断面図である。また図４は、太陽電池パネル９０を受光面９１Ｓ側から見た平面図である。また図５は、太陽電池パネル９０を裏面側から見た平面図である。太陽電池パネル９０は、薄膜結晶シリコン系である太陽電池パネルとして構成されている。太陽電池パネル９０は、下から順にアルミニウムなどで形成された平板状の裏面電極９２と、ｐ型シリコン層９３と、ｎ型シリコン層９４と、反射防止膜９５と、格子状の受光面電極９６とで構成される積層構造を有する結晶シリコン系太陽電池として構成されている。反射防止膜９５は、酸化シリコン、窒化シリコンまたは酸化チタンなどで形成されている。太陽電池パネル９０の主面のうち、受光面電極９６が設けられている側の主面が、受光面９１Ｓとなっている。つまり、太陽電池パネル９０は、受光面９１Ｓ側から光を受けることで発電するように設計されている。受光面電極９６には、透明電極が用いられていてもよい。なお、検査装置１００は、結晶シリコン系以外の太陽電池（アモルファスシリコン系など）の検査に適用してもよい。アモルファスシリコン系太陽電池の場合、一般的に、エネルギーギャップが１．７５ｅＶ〜１．８ｅＶといったように、結晶シリコン系太陽電池のエネルギーギャップ１．２ｅＶに比べて大きい。このような場合、フェムト秒レーザー１２１の波長を、例えば７００μｍ以下とすることで、アモルファスシリコン系太陽電池において、テラヘルツ波を良好に発生させることができる。 FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the solar cell panel 90. FIG. 4 is a plan view of the solar cell panel 90 as viewed from the light receiving surface 91S side. FIG. 5 is a plan view of the solar cell panel 90 viewed from the back side. The solar cell panel 90 is configured as a solar cell panel that is a thin film crystalline silicon system. The solar cell panel 90 includes a flat plate-like back electrode 92 formed of aluminum or the like in order from the bottom, a p-type silicon layer 93, an n-type silicon layer 94, an antireflection film 95, and a lattice-shaped light receiving surface electrode 96. It is comprised as a crystalline silicon type solar cell which has the laminated structure comprised by these. The antireflection film 95 is made of silicon oxide, silicon nitride, titanium oxide, or the like. Of the main surfaces of the solar cell panel 90, the main surface on the side where the light-receiving surface electrode 96 is provided is a light-receiving surface 91S. That is, the solar cell panel 90 is designed to generate electricity by receiving light from the light receiving surface 91S side. A transparent electrode may be used for the light receiving surface electrode 96. The inspection apparatus 100 may be applied to inspection of solar cells other than crystalline silicon (such as amorphous silicon). In the case of an amorphous silicon solar cell, the energy gap is generally larger than the energy gap of 1.2 eV of a crystalline silicon solar cell, such as 1.75 eV to 1.8 eV. In such a case, by setting the wavelength of the femtosecond laser 121 to, for example, 700 μm or less, terahertz waves can be favorably generated in the amorphous silicon solar cell.

太陽電池パネル９０の受光面９１Ｓは、光の反射損失を抑えるために、所要のテクスチャー構造を有している。具体的には、異方性エッチングなどにより形成される数μｍ〜数十μｍの凹凸、または機械的方法によるＶ字状の溝などが形成されている。このように、太陽電池パネル９０の受光面９１Ｓは、一般的に、できるだけ効率良く採光できるように形成されている。したがって、所定波長のパルス光が照射されたときに、該パルス光はｐｎ接合部９７に届きやすくなっている。例えば、太陽電池パネルの場合、主に可視光の波長領域を有する波長１μｍ以下の光であれば、ｐｎ接合部９７に容易に到達し得る。 The light receiving surface 91S of the solar cell panel 90 has a required texture structure in order to suppress light reflection loss. Specifically, unevenness of several μm to several tens of μm formed by anisotropic etching or the like, or a V-shaped groove by a mechanical method is formed. As described above, the light receiving surface 91S of the solar cell panel 90 is generally formed so that the light can be collected as efficiently as possible. Therefore, when pulsed light with a predetermined wavelength is irradiated, the pulsed light easily reaches the pn junction 97. For example, in the case of a solar cell panel, light having a wavelength of 1 μm or less mainly having a visible light wavelength region can easily reach the pn junction 97.

また、ｐ型シリコン層９３とｎ型シリコン層９４との接合部分は、空乏層が形成されるｐｎ接合部９７となっている。この部分にパルス光ＬＰ１１が照射されることによって、電磁波パルスが発生し、外部に出射される。本実施形態において、検出部１３において検出される電磁波パルスは、周波数０．０１ＴＨｚ〜１０ＴＨｚの電磁波パルス（以下、テラヘルツ波パルスＬＴ１と称する。）となっている。 The junction between the p-type silicon layer 93 and the n-type silicon layer 94 is a pn junction 97 where a depletion layer is formed. By irradiating this portion with the pulsed light LP11, an electromagnetic wave pulse is generated and emitted to the outside. In the present embodiment, the electromagnetic wave pulse detected by the detection unit 13 is an electromagnetic wave pulse having a frequency of 0.01 THz to 10 THz (hereinafter referred to as a terahertz wave pulse LT1).

図２に戻って、ビームスプリッタＢ１によって分割された他方のパルス光は、プローブ光ＬＰ１２として遅延部１３１およびミラーなどを経由して、検出器１３２に入射する。また、パルス光ＬＰ１１の照射に応じて発生したテラヘルツ波パルスＬＴ１は、放物面鏡Ｍ１，Ｍ２において集光されて検出器１３２に入射する。 Returning to FIG. 2, the other pulse light split by the beam splitter B1 enters the detector 132 as the probe light LP12 via the delay unit 131 and the mirror. Further, the terahertz wave pulse LT1 generated in response to the irradiation of the pulsed light LP11 is collected by the parabolic mirrors M1 and M2 and enters the detector 132.

検出器１３２は、光伝導スイッチで構成されている。テラヘルツ波が検出器１３２に入射された状態で、プローブ光ＬＰ１２が検出器１３２に照射されると、検出器１３２に瞬間的にテラヘルツ波パルスＬＴ１の電界強度に応じた電流が生じる。この電界強度に応じた電流は、Ｉ／Ｖ変換回路、Ａ／Ｄ変換回路などを介してデジタル量に変換される。このようにして、検出部１３は、プローブ光の照射に応じて、太陽電池パネル９０を透過したテラヘルツ波の電界強度を検出する。なお、検出器１３２として光伝導スイッチを利用しているが、その他の素子、例えば非線形光学結晶を利用してもよい。また、ショットキーバリアダイオードを使って、テラヘルツ波パルスＬＴ１の電界強度を検出してもよい。 The detector 132 is composed of a photoconductive switch. When the probe light LP12 is irradiated to the detector 132 in a state where the terahertz wave is incident on the detector 132, a current corresponding to the electric field strength of the terahertz wave pulse LT1 is instantaneously generated in the detector 132. The current corresponding to the electric field strength is converted into a digital quantity via an I / V conversion circuit, an A / D conversion circuit, or the like. In this way, the detection unit 13 detects the electric field intensity of the terahertz wave that has passed through the solar cell panel 90 in response to the irradiation with the probe light. Although a photoconductive switch is used as the detector 132, other elements such as a nonlinear optical crystal may be used. Further, the electric field strength of the terahertz wave pulse LT1 may be detected using a Schottky barrier diode.

遅延部１３１は、ビームスプリッタＢ１から検出器１３２までのプローブ光ＬＰ１２の到達時間を連続的に変更するための光学素子である。遅延部１３１は、プローブ光ＬＰ１２の入射方向に移動する移動ステージ（図示せず）に固定されている。遅延部１３１は、プローブ光ＬＰ１２を入射方向に折り返させる折り返しミラー１０Ｍを備えている。遅延部１３１は、制御部１６の制御に基づいて移動ステージを駆動して折り返しミラー１０Ｍを移動させることにより、プローブ光ＬＰ１２の光路長を精密に変更する。これにより、遅延部１３１は、テラヘルツ波パルスＬＴ１が検出部１３に到達する時間と、プローブ光ＬＰ１２が検出部１３へ到達する時間との時間差を変更する。したがって、遅延部１３１により、プローブ光ＬＰ１２の光路長を変化させることによって、検出部１３（検出器１３２）においてテラヘルツ波パルスＬＴ１の電界強度を検出するタイミング（検出タイミング）を遅延させることができる。 The delay unit 131 is an optical element for continuously changing the arrival time of the probe light LP12 from the beam splitter B1 to the detector 132. The delay unit 131 is fixed to a moving stage (not shown) that moves in the incident direction of the probe light LP12. The delay unit 131 includes a folding mirror 10M that folds the probe light LP12 in the incident direction. The delay unit 131 precisely changes the optical path length of the probe light LP12 by driving the moving stage and moving the folding mirror 10M based on the control of the control unit 16. Thereby, the delay unit 131 changes the time difference between the time when the terahertz wave pulse LT1 reaches the detection unit 13 and the time when the probe light LP12 reaches the detection unit 13. Therefore, by changing the optical path length of the probe light LP12 by the delay unit 131, the timing (detection timing) at which the detection unit 13 (detector 132) detects the electric field strength of the terahertz wave pulse LT1 can be delayed.

なお、遅延部１３１は、その他の態様でテラヘルツ波パルスＬＴ１とプローブ光の検出部１３への到達時間を変更するようにしてもよい。例えば、電気光学効果を利用してもよい。すなわち、印加する電圧を変化させることで屈折率が変化する電気光学素子を、遅延素子として用いてもよい。具体的には、特開２００９-１７５１２７号公報に開示されている電気光学素子を利用することができる。 Note that the delay unit 131 may change the arrival time of the terahertz wave pulse LT1 and the probe light to the detection unit 13 in other manners. For example, the electro-optic effect may be used. That is, an electro-optic element whose refractive index changes by changing the applied voltage may be used as the delay element. Specifically, an electro-optic element disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-175127 can be used.

また、太陽電池パネル９０には、検査時に裏面電極９２と受光面電極９６との間に逆バイアス電圧を印加する逆バイアス電圧印加回路９９が接続される。逆バイアス電圧が電圧間に印加されることによって、ｐｎ接合部９７の空乏層を大きくすることができる。これにより、検出器１３２において検出されるテラヘルツ波パルスＬＴ１の電界強度を大きくすることができるため、検出部１３におけるテラヘルツ波パルスＬＴ１の検出感度を向上することができる。ただし、逆バイアス電圧印加回路９９は省略することもできる。 In addition, a reverse bias voltage application circuit 99 that applies a reverse bias voltage between the back electrode 92 and the light receiving surface electrode 96 at the time of inspection is connected to the solar cell panel 90. By applying a reverse bias voltage between the voltages, the depletion layer of the pn junction 97 can be enlarged. Thereby, since the electric field strength of the terahertz wave pulse LT1 detected by the detector 132 can be increased, the detection sensitivity of the terahertz wave pulse LT1 in the detection unit 13 can be improved. However, the reverse bias voltage application circuit 99 can be omitted.

図１に戻って、可視カメラ１４は、ＣＣＤカメラで構成されており、光源としてＬＥＤやレーザーを備えている。可視カメラ１４は、太陽電池パネル９０の全体を撮影したり、パルス光ＬＰ１１が照射される位置を撮影したりするのに用いられる。可視カメラ１４によって取得された画像データは、制御部１６へ送信される。 Returning to FIG. 1, the visible camera 14 is composed of a CCD camera, and includes an LED and a laser as a light source. The visible camera 14 is used for photographing the entire solar cell panel 90 or photographing a position where the pulsed light LP11 is irradiated. The image data acquired by the visible camera 14 is transmitted to the control unit 16.

モーター１５は、ステージを二次元平面内で移動させるＸ−Ｙテーブル（図示せず）を駆動する。モーター１５は、このＸ−Ｙテーブルを駆動することによって、ステージ１１に保持された太陽電池パネル９０を、照射部１２に対して相対移動させる。検査装置１００は、モーター１５により、太陽電池パネル９０を２次元平面内で任意の位置に移動させることができる。検査装置１００は、モーター１５により、太陽電池パネル９０の広い範囲（検査対象領域）にパルス光ＬＰ１１を照射して検査することができる。なお、太陽電池パネル９０を移動させる代わりに、または、太陽電池パネル９０を移動させると共に、照射部１２を、検出部１３を２次元平面内で移動させる移動手段を設けてもよい。これらの場合においても、太陽電池パネル９０の各領域について、テラヘルツ波パルスＬＴ１を検出することができる。なお、モーター１５を省略して、ステージ１１をオペレータによって手動で移動するようにしてもよい。 The motor 15 drives an XY table (not shown) that moves the stage in a two-dimensional plane. The motor 15 drives the XY table to move the solar cell panel 90 held on the stage 11 relative to the irradiation unit 12. The inspection apparatus 100 can move the solar cell panel 90 to an arbitrary position within the two-dimensional plane by the motor 15. The inspection apparatus 100 can inspect the wide range (inspection target region) of the solar cell panel 90 by irradiating the pulsed light LP11 with the motor 15. Instead of moving the solar cell panel 90, or while moving the solar cell panel 90, a moving means for moving the irradiation unit 12 and the detection unit 13 in a two-dimensional plane may be provided. Also in these cases, the terahertz wave pulse LT1 can be detected for each region of the solar cell panel 90. Note that the motor 15 may be omitted, and the stage 11 may be manually moved by an operator.

制御部１６は、制御部１６は、図示を省略するＣＰＵやＲＡＭ、補助記憶部（ハードディスク）などを備えた一般的なコンピュータの構成を備えている。制御部１６は、照射部１２のフェムト秒レーザー１２１、検出部１３の遅延部１３１および検出器、並びにモーター１５に接続されており、これらの動作を制御したり、これらからデータを受け取ったりする。具体的に、制御部１６は、検出器１３２からテラヘルツ波パルスＬＴ１の電界強度に関するデータを受け取る。また、制御部１６は、遅延部１３１を移動させる移動ステージ（図示せず。）の移動を制御したり、該移動ステージに設けられたリニアスケールなどから折り返しミラー１０Ｍの移動距離などの遅延部１３１の位置に関連するデータを受け取ったりする。 The control unit 16 has a general computer configuration including a CPU, a RAM, an auxiliary storage unit (hard disk), etc. (not shown). The control unit 16 is connected to the femtosecond laser 121 of the irradiation unit 12, the delay unit 131 and the detector of the detection unit 13, and the motor 15, and controls these operations and receives data from them. Specifically, the control unit 16 receives data related to the electric field strength of the terahertz wave pulse LT1 from the detector 132. Further, the control unit 16 controls the movement of a moving stage (not shown) that moves the delay unit 131, or the delay unit 131 such as the moving distance of the folding mirror 10M from a linear scale or the like provided on the moving stage. Or receive data related to the location.

また、制御部１６は、時間波形構築部２１、スペクトル解析部２３および画像生成部２５を備えており、これら各部に各種演算処理を行わせる。これら各部はＣＰＵがプログラムにしたがって動作することにより実現される機能である。なお、これらの機能の一部または全部が、専用の演算回路によって実現されていてもよい。 The control unit 16 includes a time waveform construction unit 21, a spectrum analysis unit 23, and an image generation unit 25, and causes these units to perform various arithmetic processes. Each of these units is a function realized by the CPU operating according to a program. Note that some or all of these functions may be realized by a dedicated arithmetic circuit.

時間波形構築部２１は、太陽電池パネル９０において発生したテラヘルツ波パルスＬＴ１について、検出部１３（検出器１３２）にて検出される電界強度を元に、テラヘルツ波の時間波形を構築する。具体的には、遅延部１３１を移動させることによって、相互に異なる複数の検出タイミングでテラヘルツ波パルスＬＴ１の電界強度が検出されることにより、時間波形が構築される。 The time waveform constructing unit 21 constructs a terahertz wave time waveform for the terahertz wave pulse LT1 generated in the solar cell panel 90 based on the electric field strength detected by the detector 13 (detector 132). Specifically, by moving the delay unit 131, the electric field intensity of the terahertz wave pulse LT1 is detected at a plurality of mutually different detection timings, thereby constructing a time waveform.

スペクトル解析部２３は、テラヘルツ波パルスＬＴ１の時間波形に基づいて、検査対象物である太陽電池パネル９０に関するスペクトル解析を行う。詳細には、スペクトル解析部２３は、パルス光ＬＰ１１の照射に応じて発生したテラヘルツ波パルスＬＴ１の時間波形をフーリエ変換することにより、周波数に関する振幅強度スペクトルを取得する。 The spectrum analysis unit 23 performs spectrum analysis on the solar cell panel 90 that is the inspection target, based on the time waveform of the terahertz wave pulse LT1. Specifically, the spectrum analysis unit 23 acquires an amplitude intensity spectrum related to the frequency by performing Fourier transform on the time waveform of the terahertz wave pulse LT1 generated in response to the irradiation of the pulsed light LP11.

画像生成部２５は、太陽電池パネル９０の検査対象領域（太陽電池パネル９０の一部または全部）に関して、パルス光ＬＰ１を照射したときに発生するテラヘルツ波パルスＬＴ１の電界強度の分布を視覚化した画像を生成する。具体的には、可視カメラ１４を介して取得される太陽電池パネル９０の受光面９１Ｓの可視光画像に、各測定位置の電界強度に応じた色や模様などを重ねることによって、電界強度分布画像が生成される。 The image generation unit 25 visualizes the electric field intensity distribution of the terahertz wave pulse LT1 generated when the pulsed light LP1 is irradiated with respect to the inspection target region (a part or the whole of the solar cell panel 90) of the solar cell panel 90. Generate an image. Specifically, the electric field intensity distribution image is obtained by superimposing a color or a pattern according to the electric field intensity at each measurement position on the visible light image of the light receiving surface 91S of the solar battery panel 90 acquired through the visible camera 14. Is generated.

制御部１６には、モニター１７および操作入力部１８が接続されている。モニター１７は、液晶ディスプレイなどの表示装置であり、オペレータに対して各種画像情報を表示する。モニター１７には、可視カメラ１４で撮影された太陽電池パネル９０の受光面９１Ｓの画像、時間波形構築部２１によって構築されたテラヘルツ波パルスＬＴ１の時間波形、スペクトル解析部２３による解析結果、または画像生成部２５が生成した電界強度分布画像などが表示される。また、モニター１７には、検査の条件設定などをするために必要なＧＵＩ（ＧｒａｐｈｙｃａｌＵｓｅｒＩｎｔｅｒｆａｃｅ）画面を表示する。 A monitor 17 and an operation input unit 18 are connected to the control unit 16. The monitor 17 is a display device such as a liquid crystal display, and displays various image information to the operator. On the monitor 17, an image of the light receiving surface 91 S of the solar battery panel 90 photographed by the visible camera 14, a time waveform of the terahertz wave pulse LT 1 constructed by the time waveform construction unit 21, an analysis result by the spectrum analysis unit 23, or an image An electric field intensity distribution image generated by the generation unit 25 is displayed. Further, the monitor 17 displays a GUI (Graphical User Interface) screen necessary for setting inspection conditions.

操作入力部１８は、マウスおよびキーボードなどの各種入力デバイスで構成されている。オペレータは操作入力部１８を介して所定の操作入力を行うことができる。なお、モニター１７がタッチパネルとして構成されることによって、モニター１７が操作入力部１８として機能するようにしてもよい。 The operation input unit 18 includes various input devices such as a mouse and a keyboard. The operator can perform a predetermined operation input via the operation input unit 18. Note that the monitor 17 may function as the operation input unit 18 by configuring the monitor 17 as a touch panel.

以上が、検査装置１００の構成についての説明である。次に、検査装置１００を使って、太陽電池パネル９０を検査するときの検査装置１００の具体的な動作について説明する。 The above is the description of the configuration of the inspection apparatus 100. Next, a specific operation of the inspection apparatus 100 when inspecting the solar cell panel 90 using the inspection apparatus 100 will be described.

本実施形態に係る検査装置１００では、大きく分けて２種類の検査を行うことができルように構成されている。まず第１の検査は、（１）テラヘルツ波パルスＬＴ１の時間波形に基づく検査（以下、検査（１）と称する。）である。この検査（１）では、特定の領域（検査位置）にパルス光ＬＰ１１が照射したときに発生するテラヘルツ波パルスＬＴ１の時間波形が構築される。また、この構築された時間波形に基づいたスペクトル解析が行われる。これらの解析により、太陽電池パネル９０の特定領域における空乏層形成に関する検査や、不純物に関する検査を行うことができる。 The inspection apparatus 100 according to the present embodiment is configured to be able to perform two types of inspections roughly. First, the first inspection is (1) inspection based on the time waveform of the terahertz wave pulse LT1 (hereinafter referred to as inspection (1)). In this inspection (1), the time waveform of the terahertz wave pulse LT1 generated when the pulsed light LP11 is irradiated to a specific region (inspection position) is constructed. Further, spectrum analysis based on the constructed time waveform is performed. By these analyses, it is possible to perform an inspection relating to depletion layer formation in a specific region of the solar cell panel 90 and an inspection relating to impurities.

また、第２の検査は（２）太陽電池パネル９０全体についてのテラヘルツ波パルスＬＴ１の電界強度分布に基づく検査（以下、検査（２）と称する。）である。この検査（２）では、太陽電池パネル９０上の各領域のそれぞれについて、パルス光ＬＰ１１が照射したときに発生するテラヘルツ波パルスＬＴ１の電界強度がそれぞれ測定される。これにより、太陽電池パネル９０の検査対象領域内における空乏層の形成不良部分や、または多結晶シリコンの格子欠陥を特定することができる。以下においては、まず検査（１）について説明し、次に検査（２）について説明する。 The second inspection is (2) an inspection based on the electric field intensity distribution of the terahertz wave pulse LT1 for the entire solar cell panel 90 (hereinafter referred to as inspection (2)). In this inspection (2), the electric field strength of the terahertz wave pulse LT1 generated when the pulsed light LP11 is irradiated is measured for each region on the solar cell panel 90. Thereby, the formation defect part of a depletion layer in the inspection object area | region of the solar cell panel 90, or the lattice defect of a polycrystalline silicon can be specified. In the following, the inspection (1) will be described first, and then the inspection (2) will be described.

＜検査（１）＞
図６は、検査（１）における検査装置１００の動作の流れ図である。なお、以下の説明において、検査装置１００の各動作は、特に断らない限り制御部１６により制御されるものとする。また、図６に示した流れ図は、一例である。したがって、動作内容によっては、複数の工程を並列に実行したり、もしくは、複数の工程の実行順序を適宜変更したりしてもよい。 <Inspection (1)>
FIG. 6 is a flowchart of the operation of the inspection apparatus 100 in the inspection (1). In the following description, each operation of the inspection apparatus 100 is controlled by the control unit 16 unless otherwise specified. Moreover, the flowchart shown in FIG. 6 is an example. Therefore, depending on the operation content, a plurality of processes may be executed in parallel, or the execution order of the plurality of processes may be changed as appropriate.

まず、ステージ１１に検査対象となる太陽電池パネル９０が固定される（ステップＳ１１）。このステップＳ１１においては、オペレータによって太陽電池パネル９０がステージ１１に搬入されるようにしてもよいし、図示を省略する搬送装置などによって太陽電池パネル９０がステージ１１に搬入されるようにしてもよい。このとき、上述したように、太陽電池パネル９０の受光面９１Ｓに向けて、パルス光ＬＰ１１が照射されるように太陽電池パネル９０が設置される。 First, the solar cell panel 90 to be inspected is fixed to the stage 11 (step S11). In this step S11, the solar cell panel 90 may be carried into the stage 11 by an operator, or the solar cell panel 90 may be carried into the stage 11 by a transport device or the like not shown. . At this time, as described above, the solar cell panel 90 is installed so that the pulsed light LP11 is irradiated toward the light receiving surface 91S of the solar cell panel 90.

太陽電池パネル９０がステージ１１に固定されると、検査装置１００は、検査位置に合わせて太陽電池パネル９０を移動させる（ステップＳ１２）。この検査位置は、あらかじめ、検査を行うべき太陽電池パネル９０上の位置に関するデータ（座標データ）として、オペレータが操作入力部１８を介して入力したものである。制御部１６は、この座標データに基づいて、モーター１５を駆動することにより、該検査位置にパルス光ＬＰ１１が照射されるように、ステージ１１を移動させる。なお、オペレータ自身が、ステージ１１を移動させることによって、太陽電池パネル９０を検査位置に合わせて移動させるようにしてもよい。 When the solar cell panel 90 is fixed to the stage 11, the inspection apparatus 100 moves the solar cell panel 90 according to the inspection position (step S12). This inspection position is input in advance by the operator via the operation input unit 18 as data (coordinate data) regarding the position on the solar cell panel 90 to be inspected. Based on the coordinate data, the control unit 16 drives the motor 15 to move the stage 11 so that the pulsed light LP11 is irradiated to the inspection position. The operator himself / herself may move the solar cell panel 90 in accordance with the inspection position by moving the stage 11.

太陽電池パネル９０の移動が完了すると、検査装置１００は、太陽電池パネル９０の検査位置に向けてパルス光ＬＰ１１の照射を開始する（ステップＳ１３）。また検査装置１００は、パルス光ＬＰ１１の照射に応じて発生するテラヘルツ波パルスＬＴ１の電界強度を検出する（ステップＳ１４）。ステップＳ１４においてテラヘルツ波パルスＬＴ１の電界強度が検出される際、制御部１６は、遅延部１３１を制御することによって、検出器１３２にプローブ光ＬＰ１２が到達するタイミングを遅延させる。これにより、相互に異なる複数の検出タイミングで、テラヘルツ波パルスＬＴ１の電界強度が検出される。なお、テラヘルツ波パルスＬＴ１の検出を行う際に、逆バイアス電圧印加回路９９を駆動して、太陽電池パネル９０の電極間に逆バイアス電圧を印加するようにしてもよい。 When the movement of the solar cell panel 90 is completed, the inspection apparatus 100 starts irradiating the pulsed light LP11 toward the inspection position of the solar cell panel 90 (step S13). In addition, the inspection apparatus 100 detects the electric field strength of the terahertz wave pulse LT1 generated in response to the irradiation with the pulsed light LP11 (Step S14). When the electric field strength of the terahertz wave pulse LT1 is detected in step S14, the control unit 16 controls the delay unit 131 to delay the timing at which the probe light LP12 reaches the detector 132. Thereby, the electric field strength of the terahertz wave pulse LT1 is detected at a plurality of different detection timings. When detecting the terahertz wave pulse LT1, the reverse bias voltage application circuit 99 may be driven to apply a reverse bias voltage between the electrodes of the solar cell panel 90.

検出が完了すると、検査装置１００は、ステップＳ１４において取得された電界強度の検出結果に基づいて、テラヘルツ波パルスＬＴ１の時間波形の構築を行う。具体的には、時間波形構築部２１が、ステップＳ１４において検出された電界強度の値をグラフ上にプロットすることにより時間波形を構築する。 When the detection is completed, the inspection apparatus 100 constructs a time waveform of the terahertz wave pulse LT1 based on the detection result of the electric field strength acquired in step S14. Specifically, the time waveform constructing unit 21 constructs a time waveform by plotting the value of the electric field strength detected in step S14 on a graph.

図７は、時間波形構築部２１により構築されるテラヘルツ波パルスＬＴ１の時間波形を示す図である。図７中、横軸は時間を示し、縦軸は電界強度を示している。また、下段には、遅延部１３１によって、検出器１３２に到達するタイミング（検出タイミングｔ１〜ｔ８）の異なる複数のプローブ光ＬＰ１２が概念的に示されている。また、図７中、実線で示した時間波形４１は、図３に示した検査位置Ｐ１において検出されるテラヘルツ波パルスＬＴ１に相当し、破線で示した時間波形４２は、図３に示した検査位置Ｐ２において検出されるテラヘルツ波パルスＬＴ１に相当する。 FIG. 7 is a diagram showing a time waveform of the terahertz wave pulse LT1 constructed by the time waveform construction unit 21. As shown in FIG. In FIG. 7, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates electric field strength. In the lower stage, a plurality of probe lights LP12 having different timings (detection timings t1 to t8) reaching the detector 132 by the delay unit 131 are conceptually shown. In FIG. 7, a time waveform 41 indicated by a solid line corresponds to the terahertz wave pulse LT1 detected at the inspection position P1 shown in FIG. 3, and a time waveform 42 indicated by a broken line is the inspection shown in FIG. This corresponds to the terahertz wave pulse LT1 detected at the position P2.

例えば検査位置Ｐ１に対してパルス光ＬＰ１１を照射した場合、検出器１３２には、図７に示したような時間波形４１を示すテラヘルツ波パルスＬＴ１が所定の周期で繰り返し到来する。ここで、検出器１３２に対して、検出タイミングｔ１でプローブ光が到達するように遅延部１３１を調整した場合、１３２では、値Ｅ１の電界強度が検出される。また、遅延部１３１を調整することによって、検出タイミングをｔ２〜ｔ８にそれぞれ遅延させた場合、それぞれ値Ｅ２〜Ｅ８の電界強度が検出部１３において検出される。このような要領で、検出タイミングを細かく変更しながらテラヘルツ波パルスＬＴ１の電界強度を測定し、取得された電界強度値を時間軸に沿ってグラフにプロットしていくことによって、テラヘルツ波パルスＬＴ１の時間波形４１が構築される。なお、検査位置Ｐ２において測定されるテラヘルツ波パルスＬＴ１についても、同じ要領で時間波形４２が構築される。 For example, when the pulsed light LP11 is irradiated to the inspection position P1, the terahertz wave pulse LT1 having the time waveform 41 as shown in FIG. Here, when the delay unit 131 is adjusted so that the probe light reaches the detector 132 at the detection timing t 1, the electric field strength of the value E 1 is detected at 132. Further, when the detection timing is delayed by t2 to t8 by adjusting the delay unit 131, the electric field strengths of values E2 to E8 are detected by the detection unit 13, respectively. In such a manner, the electric field strength of the terahertz wave pulse LT1 is measured while finely changing the detection timing, and the obtained electric field strength value is plotted on a graph along the time axis, whereby the terahertz wave pulse LT1 A time waveform 41 is constructed. The time waveform 42 is constructed in the same manner for the terahertz wave pulse LT1 measured at the inspection position P2.

以上のようにして、時間波形４１，４２を構築することにより、各検査位置Ｐ１，Ｐ２におけるｐｎ接合部９７の空乏層の特性について検査することができる。例えば、テラヘルツ波パルスの検出の有無を検査したり、構築された時間波形の電界強度の振幅を標準値と比較したりすることで、空乏層の形成不良を検出することができる。また、同様の処理で太陽電池の様々な光励起キャリア発生領域の形成不良を検出することができる。 By constructing the time waveforms 41 and 42 as described above, it is possible to inspect the characteristics of the depletion layer of the pn junction 97 at the inspection positions P1 and P2. For example, the formation defect of the depletion layer can be detected by inspecting the presence or absence of detection of the terahertz wave pulse or comparing the amplitude of the electric field strength of the constructed time waveform with a standard value. Moreover, formation failure of various photoexcited carrier generation regions of the solar cell can be detected by the same process.

図６に戻って、時間波形が取得されると、検査装置１００はスペクトル解析を行う（ステップＳ１６）。具体的には、スペクトル解析部２３によって、ステップＳ１５において取得された時間波形に基づいて、フーリエ変換が実行されることによって、テラヘルツ波パルスＬＴ１のスペクトル分布が取得される。 Returning to FIG. 6, when the time waveform is acquired, the inspection apparatus 100 performs spectrum analysis (step S16). Specifically, the spectrum analysis unit 23 acquires the spectrum distribution of the terahertz wave pulse LT1 by executing Fourier transform based on the time waveform acquired in step S15.

図８は、テラヘルツ波パルスＬＴ１のスペクトル分布を示す図である。図８中、縦軸ははスペクトル強度を示し、横軸は周波数を示している。また、図８においては、図４に示した検査位置Ｐ１において検出されるテラヘルツ波パルスＬＴ１のスペクトル分布５１が実線で示されている。さらに図４に示した検査位置Ｐ２において検出されるテラヘルツ波パルスＬＴ１のスペクトル分布５２が破線で示されている。本実施形態では、０．１ＴＨｚ〜１ＴＨｚの範囲の周波数においてスペクトル強度が強く検出される。 FIG. 8 is a diagram showing a spectral distribution of the terahertz wave pulse LT1. In FIG. 8, the vertical axis indicates the spectral intensity, and the horizontal axis indicates the frequency. Further, in FIG. 8, the spectrum distribution 51 of the terahertz wave pulse LT1 detected at the inspection position P1 shown in FIG. 4 is indicated by a solid line. Further, the spectrum distribution 52 of the terahertz wave pulse LT1 detected at the inspection position P2 shown in FIG. 4 is indicated by a broken line. In the present embodiment, the spectral intensity is strongly detected at a frequency in the range of 0.1 THz to 1 THz.

スペクトル分布５１，５２を取得することにより、各検査位置Ｐ１，Ｐ２に形成されているｐｎ接合部９７の空乏層の特性を検査することができる。例えば、スペクトル分布５２において、矢印で示した特定周波数のスペクトル強度が、基準となる参照値（図示せず）よりも有意に低くなっているような場合に、該特定周波数を吸収する不純物が検査位置Ｐ２に形成されている空乏層に含まれていることを検出することができる。また、吸収された周波数から、不純物の種類や濃度などを推定することも可能である。 By acquiring the spectrum distributions 51 and 52, it is possible to inspect the characteristics of the depletion layer of the pn junction part 97 formed at each of the inspection positions P1 and P2. For example, in the spectrum distribution 52, when the spectral intensity of a specific frequency indicated by an arrow is significantly lower than a reference value (not shown) as a reference, impurities that absorb the specific frequency are inspected. It can be detected that it is included in the depletion layer formed at the position P2. It is also possible to estimate the type and concentration of impurities from the absorbed frequency.

図６に戻って、スペクトル解析が完了すると、検査装置１００は、モニター１７に検査結果を示す画像を表示する（ステップＳ１７）。具体的には、ステップＳ１５において取得されたテラヘルツ波パルスＬＴ１の時間波形（図７参照）や、ステップＳ１６において取得されたスペクトル分布（図８参照）などが解析結果としてモニター１７に表示される。以上が検査（１）の説明である。なお、ステップＳ１６のスペクトル解析は省略することも可能である。 Returning to FIG. 6, when the spectrum analysis is completed, the inspection apparatus 100 displays an image indicating the inspection result on the monitor 17 (step S17). Specifically, the time waveform (see FIG. 7) of the terahertz wave pulse LT1 acquired in step S15, the spectrum distribution acquired in step S16 (see FIG. 8), and the like are displayed on the monitor 17 as analysis results. The above is the description of the inspection (1). Note that the spectrum analysis in step S16 can be omitted.

＜検査（２）＞
図９は、検査（２）における検査装置１００の動作の流れ図である。上記検査（１）では、太陽電池パネル９０上の特定の領域について、パルス光ＬＰ１１を照射に応じて発生するテラヘルツ波パルスＬＴ１の時間波形とスペクトル解析が行われる。これに対して、検査（２）では、太陽電池パネル９０の全面について、光励起キャリア発生領域の状態を検査する。 <Inspection (2)>
FIG. 9 is a flowchart of the operation of the inspection apparatus 100 in the inspection (2). In the inspection (1), the time waveform and spectrum analysis of the terahertz wave pulse LT1 generated in response to the irradiation with the pulsed light LP11 are performed for a specific region on the solar cell panel 90. On the other hand, in inspection (2), the state of the photoexcited carrier generation region is inspected for the entire surface of the solar cell panel 90.

まず、太陽電池パネル９０がステージ１１に固定される（ステップＳ２１）。この工程は、図６に示した検査（１）のステップＳ１１と同様である。次に、太陽電池パネル９０の裏面電極９２と受光面電極９６との間に、逆バイアス電圧が印加される（ステップＳ２２）。なお、逆バイアス電圧の印加は必ずしも行われる必要はなく、省略することもできる。 First, the solar cell panel 90 is fixed to the stage 11 (step S21). This process is the same as step S11 of the inspection (1) shown in FIG. Next, a reverse bias voltage is applied between the back surface electrode 92 and the light receiving surface electrode 96 of the solar cell panel 90 (step S22). The application of the reverse bias voltage is not necessarily performed and can be omitted.

次に検査装置１００は、検出器１３２において検出されるテラヘルツ波パルスの電界強度が最大となるように、遅延部１３１が調整される（ステップＳ２３）。具体的には、制御部１６が遅延部１３１を調整して、プローブ光ＬＰ１２が検出器１３２に到達するタイミングを変更する。このとき、検出器１３２において検出されるテラヘルツ波パルスＬＴ１の電界強度が最大となるように、検出タイミングが調整される。 Next, in the inspection apparatus 100, the delay unit 131 is adjusted so that the electric field strength of the terahertz wave pulse detected by the detector 132 is maximized (step S23). Specifically, the control unit 16 adjusts the delay unit 131 to change the timing at which the probe light LP12 reaches the detector 132. At this time, the detection timing is adjusted so that the electric field strength of the terahertz wave pulse LT1 detected by the detector 132 is maximized.

例えば図７に示すように、時間波形４１を示すテラヘルツ波パルスＬＴ１では、検出タイミングｔ３のときに、テラヘルツ波パルスＬＴ１の電界強度が最大となっている。つまり、検出タイミングｔ３に合わせて遅延部１３１を調整することにより、テラヘルツ波パルスＬＴ１の電界強度の最大値を取得することができる。太陽電池パネル９０上の他の部分にパルス光ＬＰ１を照射した場合であっても、検出タイミングｔ３で検出する限り、各テラヘルツ波パルスＬＴ１の電界強度値が最大となる。このようにテラヘルツ波パルスＬＴ１の電界強度の最大値を検出するようにすることで、電界強度を検出しやすくなるため、テラヘルツ波パルスＬＴ１の検出感度を向上することができる。 For example, as shown in FIG. 7, in the terahertz wave pulse LT1 indicating the time waveform 41, the electric field strength of the terahertz wave pulse LT1 is maximum at the detection timing t3. That is, the maximum value of the electric field intensity of the terahertz wave pulse LT1 can be acquired by adjusting the delay unit 131 in accordance with the detection timing t3. Even when the other portion on the solar cell panel 90 is irradiated with the pulsed light LP1, the electric field intensity value of each terahertz wave pulse LT1 is maximized as long as detection is performed at the detection timing t3. By detecting the maximum value of the electric field strength of the terahertz wave pulse LT1 in this way, it becomes easier to detect the electric field strength, so that the detection sensitivity of the terahertz wave pulse LT1 can be improved.

次に、検査装置１００は、モーター１５を駆動することにより、太陽電池パネル９０を２次元平面内で移動させる（ステップＳ２４）。このとき、パルス光ＬＰ１１が太陽電池パネル９０に向けて照射され、発生するテラヘルツ波パルスＬＴ１の電界強度が検出される。これにより、太陽電池パネル９０上の検査対象領域についての電界強度分布が取得される。なお、太陽電池パネル９０の移動は、例えば主走査方向に移動させて、検査対象領域の端部から端部まで検査した後、副走査方向に所要距離分移動させて（ずらして）再び主走査方向に移動させる。これを繰り返すことによって、太陽電池パネル９０の検査対象領域についてテラヘルツ波パルスＬＴ１の電界強度が取得される。 Next, the inspection apparatus 100 moves the solar cell panel 90 in the two-dimensional plane by driving the motor 15 (step S24). At this time, the pulsed light LP11 is irradiated toward the solar cell panel 90, and the electric field strength of the generated terahertz wave pulse LT1 is detected. Thereby, the electric field strength distribution about the inspection object region on the solar cell panel 90 is acquired. The solar cell panel 90 is moved, for example, in the main scanning direction, inspected from end to end of the inspection target region, and then moved (shifted) by a required distance in the sub-scanning direction again to perform main scanning. Move in the direction. By repeating this, the electric field strength of the terahertz wave pulse LT1 is acquired for the inspection target region of the solar cell panel 90.

テラヘルツ波パルスＬＴ１の電界強度を取得すると、検査装置１００は、電界強度分布を示す画像を生成し、モニター１７に表示する（ステップＳ２５）。 When the electric field strength of the terahertz wave pulse LT1 is acquired, the inspection apparatus 100 generates an image showing the electric field strength distribution and displays it on the monitor 17 (step S25).

図１０は、モニター１７に表示される電界強度分布画像Ｉ１の一例である。電界強度分布画像Ｉ１は、可視カメラ１４によって撮影された太陽電池パネル９０を示す画像に対して、各検査位置で検出された電界強度の大きさに応じて着色される。なお、図１０では、説明の都合上、ハッチングを変えることで電界強度の大きさの分布を示している。また電界強度の値（１０、７または４）は、相対的な値である。また、図１０では、３段階の電界強度のみで電界強度分布を示しているが、電界強度をより細かく区切って、電界強度分布を示すようにしてもよい。 FIG. 10 is an example of an electric field intensity distribution image I1 displayed on the monitor 17. The electric field intensity distribution image I1 is colored according to the magnitude of the electric field intensity detected at each inspection position with respect to the image showing the solar cell panel 90 taken by the visible camera 14. In FIG. 10, for convenience of explanation, the distribution of electric field strength is shown by changing the hatching. The electric field strength value (10, 7 or 4) is a relative value. Further, in FIG. 10, the electric field strength distribution is shown by only three levels of electric field strength, but the electric field strength distribution may be shown by dividing the electric field strength more finely.

図１０に示したように、太陽電池パネル９０では、受光面電極９６の周囲において最も電界強度が強くなっており、受光面電極９６から離間する程、電界強度が弱まっている。このような電界強度分布画像Ｉ１を生成および表示することによって、太陽電池パネル９０の検査対象領域について、光励起キャリア発生領域の形成状況を一度に把握することができる。さらに、検出される電界強度の異常から、多結晶シリコンの格子欠陥なども推定することができる。 As shown in FIG. 10, in the solar cell panel 90, the electric field strength is the strongest around the light receiving surface electrode 96, and the electric field strength decreases as the distance from the light receiving surface electrode 96 increases. By generating and displaying such an electric field intensity distribution image I1, the formation state of the photoexcited carrier generation region can be grasped at once for the inspection target region of the solar cell panel 90. Furthermore, a lattice defect of polycrystalline silicon can be estimated from an abnormality in the detected electric field strength.

なお、本実施形態では、テラヘルツ波パルスＬＴ１の電界強度が最大となる検出タイミングで検出器１３２が電界強度を検出するようにしている。しかしながら、その他の検出タイミングで検出するようにしてもよい。 In the present embodiment, the detector 132 detects the electric field intensity at the detection timing at which the electric field intensity of the terahertz wave pulse LT1 is maximized. However, you may make it detect at another detection timing.

また、本実施形態では、最大電界強度の分布を画像化しているが、複数の波長領域のパルス光をそれぞれ照射したときに検出される電界強度の分布を画像化するようにしてもよい。このとき、それぞれの波長領域毎に色分けして、同一画像内で波長領域毎の分布が認識できるようにすることも可能である。 In the present embodiment, the distribution of the maximum electric field strength is imaged, but the distribution of the electric field strength detected when each of the plurality of wavelength regions is irradiated with pulsed light may be imaged. At this time, it is also possible to distinguish colors for each wavelength region so that the distribution for each wavelength region can be recognized in the same image.

また、本実施形態では、テラヘルツ波パルスＬＴ１の一時点の電界強度のみを検出するようにしているが、例えば検査（１）で説明したように、遅延部１３１を制御することで、検査対象領域内の各検査位置において発生したテラヘルツ波パルスＬＴ１の時間波形を構築するようにしてもよい。取得された時間波形をフーリエ変化して、スペクトル分布を取得することによって、特定の周波数空間毎の電界強度分布を得ることができる。この電界強度分布を色分けなどによって視覚化した画像を生成するようにしてもよい。 In the present embodiment, only the electric field intensity at one point in time of the terahertz wave pulse LT1 is detected. For example, as described in the inspection (1), by controlling the delay unit 131, the region to be inspected is detected. A time waveform of the terahertz wave pulse LT1 generated at each inspection position may be constructed. An electric field intensity distribution for each specific frequency space can be obtained by Fourier-transforming the acquired time waveform to acquire a spectral distribution. You may make it produce | generate the image which visualized this electric field strength distribution by color coding etc.

以上のように、本実施形態に係る検査装置１００によると、太陽電池パネル９０に形成された光励起キャリア発生領域にパルス光を照射して、それに応じて発生するテラヘルツ波パルスを検出することで、空乏層の特性を検査することができる。したがって、非接触状態で検査を行うことが可能であるため、太陽電池パネル９０の故障、不良判定の効率化や、接触などによる損傷事故の防止を図ることができる。 As described above, according to the inspection apparatus 100 according to the present embodiment, by irradiating the photoexcited carrier generation region formed in the solar cell panel 90 with the pulsed light and detecting the terahertz wave pulse generated accordingly, The characteristics of the depletion layer can be inspected. Therefore, since it is possible to perform the inspection in a non-contact state, it is possible to improve the efficiency of failure and defect determination of the solar battery panel 90 and prevent damage accidents due to contact.

＜２．第２実施形態＞
上記実施形態では、太陽電池パネル９０の受光面９１Ｓに対して、パルス光ＬＰ１１の光軸が斜め（入射角度４５°）に入射するようにしているが、入射角度はこのようなものに限定されるものではない。 <2. Second Embodiment>
In the above embodiment, the optical axis of the pulsed light LP11 is incident on the light receiving surface 91S of the solar cell panel 90 at an angle (incident angle of 45 °), but the incident angle is limited to this. It is not something.

図１１は、第２実施形態に係る検査装置１００Ａの照射部１２Ａと検出部１３Ａの概略構成図である。なお、以下の説明において、第１実施形態に係る検査装置１００の構成要素と同様の機能を有する要素については同一符号を付してその説明を省略する。 FIG. 11 is a schematic configuration diagram of the irradiation unit 12A and the detection unit 13A of the inspection apparatus 100A according to the second embodiment. In the following description, elements having the same functions as those of the components of the inspection apparatus 100 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

検査装置１００Ａにおいても、フェムト秒レーザー１２１から出射されたパルス光ＬＰ１がビームスプリッタＢ１によってパルス光ＬＰ１１とプローブ光ＬＰ１２に分割される。ただし、本実施形態では、分割されたパルス光ＬＰ１１は、透明導電膜基板（ＩＴＯ）１９を透過して、太陽電池パネル９０の受光面９１Ｓに対して垂直にパルス光ＬＰ１１に入射する。そして、パルス光ＬＰ１１の照射に応じて発生するテラヘルツ波パルスＬＴ１のうち、受光面９１Ｓ側に出射されるテラヘルツ波パルスＬＴ１が、透明導電性基板１９を反射して、レンズなどを介して検出器１３２に入射する。 Also in the inspection apparatus 100A, the pulsed light LP1 emitted from the femtosecond laser 121 is split into the pulsed light LP11 and the probe light LP12 by the beam splitter B1. However, in this embodiment, the divided pulsed light LP11 passes through the transparent conductive film substrate (ITO) 19 and enters the pulsed light LP11 perpendicular to the light receiving surface 91S of the solar cell panel 90. Of the terahertz wave pulse LT1 generated in response to the irradiation of the pulsed light LP11, the terahertz wave pulse LT1 emitted toward the light receiving surface 91S is reflected from the transparent conductive substrate 19 and is detected via a lens or the like. Incident 132.

このような照射部１２Ａおよび検出部１３Ａを備える検査装置１００Ａにおいても、パルス光ＬＰ１１の照射に応じて発生するテラヘルツ波パルスＬＴ１を検出することができる。したがって、第１実施形態に係る検査装置１００と同様に、検査装置１００Ａは、太陽電池パネル９０の空乏層などの光励起キャリア発生領域の特性を非接触状態で検査することができる。 Even in the inspection apparatus 100A including the irradiation unit 12A and the detection unit 13A, the terahertz wave pulse LT1 generated in response to the irradiation of the pulsed light LP11 can be detected. Therefore, similarly to the inspection apparatus 100 according to the first embodiment, the inspection apparatus 100A can inspect the characteristics of the photoexcited carrier generation region such as the depletion layer of the solar cell panel 90 in a non-contact state.

＜３．第３実施形態＞
第２実施形態では、受光面９１Ｓ側に出射されるテラヘルツ波パルスＬＴ１を検出するようにしているが、太陽電池パネル９０の裏面側に透過するテラヘルツ波パルスＬＴ１を検出するようにしてもよい。 <3. Third Embodiment>
In the second embodiment, the terahertz wave pulse LT1 emitted to the light receiving surface 91S side is detected, but the terahertz wave pulse LT1 transmitted to the back surface side of the solar cell panel 90 may be detected.

図１２は、第３実施形態に係る検査装置１００Ｂの照射部１２Ｂと検出部１３Ｂの概略構成図である。検査装置１００Ｂにおいても、フェムト秒レーザー１２１から出射されたパルス光ＬＰ１がビームスプリッタＢ１によってパルス光ＬＰ１１とプローブ光ＬＰ１２に分割される。本実施形態では、分割されたパルス光ＬＰ１１は、太陽電池パネル９０の受光面９１Ｓに対して垂直にパルス光ＬＰ１１に入射する。そして、パルス光ＬＰ１１の照射に応じて発生するテラヘルツ波パルスＬＴ１のうち、太陽電池パネル９０の裏面側に出射される（透過する）テラヘルツ波パルスＬＴ１が放物面鏡Ｍ１，Ｍ２などを介して検出器１３２に入射する。 FIG. 12 is a schematic configuration diagram of the irradiation unit 12B and the detection unit 13B of the inspection apparatus 100B according to the third embodiment. Also in the inspection apparatus 100B, the pulsed light LP1 emitted from the femtosecond laser 121 is split into the pulsed light LP11 and the probe light LP12 by the beam splitter B1. In the present embodiment, the divided pulsed light LP11 is incident on the pulsed light LP11 perpendicular to the light receiving surface 91S of the solar cell panel 90. Of the terahertz wave pulse LT1 generated in response to the irradiation of the pulsed light LP11, the terahertz wave pulse LT1 emitted (transmitted) to the back surface side of the solar cell panel 90 is passed through the parabolic mirrors M1, M2, and the like. The light enters the detector 132.

このような照射部１２Ｂおよび検出部１３Ｂを備える検査装置１００Ｂにおいても、パルス光ＬＰ１１の照射に応じて発生するテラヘルツ波パルスＬＴ１を検出することができる。したがって、第１実施形態に係る検査装置１００と同様に、検査装置１００Ｂは太陽電池パネル９０の光励起キャリア発生領域の特性を非接触状態で検査することができる。 Even in the inspection apparatus 100B including the irradiation unit 12B and the detection unit 13B, the terahertz wave pulse LT1 generated in response to the irradiation of the pulsed light LP11 can be detected. Therefore, like the inspection apparatus 100 according to the first embodiment, the inspection apparatus 100B can inspect the characteristics of the photoexcited carrier generation region of the solar cell panel 90 in a non-contact state.

＜４．変形例＞
以上、実施形態について説明してきたが、本発明は上記のようなものに限定されるものではなく、様々な変形が可能である。 <4. Modification>
Although the embodiment has been described above, the present invention is not limited to the above, and various modifications are possible.

例えば、上記実施形態では、波長が８００ｎｍ付近のパルス光を使って太陽電池パネル９０を検査するようにしている。しかしながら、１．５μｍ並びに１．０μｍの第二高超波のパルス光を使って、太陽電池パネル９０またはその他のフォトデバイスが形成された基板を検査するようにしてもよい。例えば、ウェハーに形成されたフォトデバイスを検査するようにしてもよい。 For example, in the above embodiment, the solar cell panel 90 is inspected using pulsed light having a wavelength near 800 nm. However, you may make it test | inspect the board | substrate with which the solar cell panel 90 or other photo device was formed using the pulsed light of a 1.5-micrometer as well as 1.0 micrometer 2nd high ultrasonic wave. For example, a photo device formed on a wafer may be inspected.

なお、上記各実施形態および各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせることができる。 In addition, each structure demonstrated by said each embodiment and each modification can be suitably combined unless it mutually contradicts.

１００，１００Ａ，１００Ｂ検査装置
１１ステージ
１２，１２Ａ，１２Ｂ照射部
１２１フェムト秒レーザー
１３，１３Ａ，１３Ｂ検出部
１３１遅延部
１３２検出器
１４可視カメラ
１５モーター
１６制御部
１７モニター
１８操作入力部
１９透明導電性基板
２１時間波形構築部
２３スペクトル解析部
２５画像生成部
４１，４２時間波形
５１，５２スペクトル分布
９０太陽電池パネル
９１Ｓ受光面側
９２裏面電極
９３ｐ型シリコン層
９４ｎ型シリコン層
９５反射防止膜
９６受光面電極
９７ｐｎ接合部
９９逆バイアス電圧印加回路
Ｉ１電界強度分布画像
ＬＰ１，ＬＰ１１パルス光
ＬＰ１２プローブ光
ＬＴ１テラヘルツ波パルス
ｔ１〜ｔ８検出タイミング 100, 100A, 100B Inspection device 11 Stage 12, 12A, 12B Irradiation unit 121 Femtosecond laser 13, 13A, 13B Detection unit 131 Delay unit 132 Detector 14 Visible camera 15 Motor 16 Control unit 17 Monitor 18 Operation input unit 19 Transparent conductive Substrate 21 time waveform construction unit 23 spectrum analysis unit 25 image generation unit 41, 42 time waveform 51, 52 spectrum distribution 90 solar cell panel 91S light receiving surface side 92 back electrode 93 p-type silicon layer 94 n-type silicon layer 95 antireflection film 96 light-receiving surface electrode 97 pn junction 99 reverse bias voltage application circuit I1 electric field intensity distribution image LP1, LP11 pulse light LP12 probe light LT1 terahertz wave pulse t1 to t8 detection timing

Claims

An inspection apparatus for inspecting a substrate on which a photo device is formed,
An irradiation unit for irradiating the inspection position of the substrate with pulsed light;
A detection unit for detecting an electromagnetic wave pulse generated in the photo device in response to the irradiation of the pulsed light;
Formed between the p-type semiconductor layer and the n-type semiconductor layer by applying a reverse bias voltage to the electrode of the p-type semiconductor layer and the electrode of the n-type semiconductor layer of the photo device formed on the substrate A reverse bias application circuit that widens the depletion layer to be increased and increases the electric field strength of the electromagnetic wave pulse,
An inspection apparatus comprising:

The inspection apparatus according to claim 1,
The detector is
A detector for detecting the electric field strength of the electromagnetic wave pulse in response to the irradiation of the probe light emitted from the light source of the pulsed light;
A delay unit that delays the detection timing of the electromagnetic wave pulse by the detector by changing a time difference between the time that the electromagnetic wave pulse reaches the detector and the time that the probe light reaches the detection unit;
An inspection apparatus comprising:

The inspection apparatus according to claim 2,
An inspection apparatus further comprising: a control unit that controls the delay unit such that the detection timing is a detection timing at which the electric field intensity of the electromagnetic wave pulse is maximized.

The inspection apparatus according to claim 2 or 3,
An inspection apparatus further comprising a time waveform constructing unit that constructs a time waveform from the electromagnetic wave intensity of the electromagnetic pulse detected by the detector at a plurality of the detection timings.

The inspection apparatus according to claim 4,
An inspection apparatus further comprising a spectrum analysis unit that performs spectrum analysis by performing Fourier transform based on the time waveform of the electromagnetic wave pulse constructed by the time waveform construction unit.

In the inspection apparatus according to any one of claims 1 to 5,
An inspection apparatus further comprising a relative movement mechanism that moves the substrate relative to the irradiation unit in a two-dimensional plane.

In the inspection apparatus according to any one of claims 1 to 6,
An inspection apparatus in which an optical axis of the pulsed light is obliquely incident on the light receiving surface from the light receiving surface side of the substrate.

In the inspection device according to any one of claims 1 to 6,
An inspection apparatus in which the optical axis of the pulsed light is perpendicularly incident on the light receiving surface from the light receiving surface side of the substrate.

The inspection apparatus according to claim 8, wherein
The detection unit is an inspection apparatus that detects an electromagnetic wave pulse emitted toward the light receiving surface.

The inspection apparatus according to any one of claims 1 to 9,
The inspection apparatus, wherein the substrate is a silicon crystal solar cell panel, and the wavelength of the pulsed light is 1 micrometer or less.

The inspection apparatus according to any one of claims 1 to 10,
The inspection apparatus in which the electromagnetic wave pulse generated in the photo device includes a terahertz wave having a frequency in a range of 0.01 terahertz to 10 terahertz.

  An inspection method for inspecting a substrate on which a photo device is formed,
    An irradiation process for irradiating the inspection position of the substrate with pulsed light;
  A detection step of detecting an electromagnetic wave pulse generated in the photo device in response to the irradiation of the pulsed light;
  Formed between the p-type semiconductor layer and the n-type semiconductor layer by applying a reverse bias voltage to the electrode of the p-type semiconductor layer and the electrode of the n-type semiconductor layer of the photo device formed on the substrate A reverse bias voltage application step of expanding the depletion layer to be increased and increasing the electric field strength of the electromagnetic wave pulse,
Including inspection methods.