KR20110055631A - 결함 감지를 위한 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
방법들은 태양전지 또는 태양전지 전구체의 션트 저항의 지표(indicator)를 결정하기 위하여 제공된다. 상기 방법들은 포토루미네선스(Photoluminescence; PL)을 생성하기 위한 상기 전지 또는 전구체에 적어도 하나의 저강도 조명을 비추는 단계, 상기 포토루미네선스의 결과 레벨을 감지하는 단계 및 상기 태양전지의 션트 저항의 적절한 레벨을 감지된 포토루미네선스의 상기 레벨로부터 계산하는 단계를 포함한다. 바람직한 방법들은 다수의 수정 또는 교정하는 조치를 가능하게 하는 태양전지를 제조하는 동안 시료들의 인라인(in-line) 측정에 적용할 수 있다. 방법들은 또한 태양전지 제조에서 에지 격리 공정을 모니터링하기 위하여 제공된다. 록인(lock-in) 기술은 상기 포토루미네선스 신호로부터 노이즈을 걸러내기 위하여 사용될 수 있다.
Description
본 발명은 태양전지 제조 분야에 관한 것이고, 특히 전체적 또는 부분적으로 공정된 태양전지 상에서 션트(shunt)와 같은 결함의 영향을 감지하기 위하여 포토루미네선스(Photoluminescence; PL) 측정을 이용한 방법 및 시스템에 관한 것이다.
실리콘 태양전지 제조에서, 션트된 전지는 평균 제조 수율 및 평균 제조 효율이 감소되는 일반적인 문제이다. '션트(shunt)'는 다이오드의 지역적 단락 회로이다. 션트는 종종 예를 들어 실리콘 주괴(ingot)를 제조하는 동안 포함되어 성장된 질화 실리콘 또는 실리콘 카바이드 함유물에 의하여 발생되는 국한된 방식에서 일어난다. 이 션트들은 '물질 유발 션트(material induced shunt)'라고 불려진다. 션트가 생기는 다른 원인은 비이상적인 공정, 예를 들어 스크린 프린트된 실리콘 태양전지 공정에서 상기 스크린 프린트된 은이 pn-접합을 통하여 우연히 태워질 때, 비이상적인 열처리는 션트의 원인이 될 수 있다. 이 션트들은 '공정 유발 션트(processing induced shunt)'라고 불려진다.
공업용 실리콘 태양전지의 다양한 종류에서, 션트는 일반적으로 상기 태양전지의 에지 주위에서 발견된다. 이미터 확산(emitter diffusion) 공정이 끝난 소자에서 금속증착 전면 및 금속증착 뒷면 사이에 저저항로를 형성하는 웨이퍼의 상기 에지 주변을 둘러싼다면 션트가 발생할 수 있다. 그러므로, 예를 들어 플라즈마 에지 격리(plasma edge isolation, 레이저 격리(laser isolation) 및 습식 화학 측면 에칭을 포함하는 다양한 에지 격리 기술은 상기 전지의 상기 에지 주변에서 잠재적인 션트를 차단하기 위하여 제조시 모든 전지에 적용된다. 이 에지 격리 단계에서 비이상적인 공정은 또한 상기 완성된 전지가 매우 낮은 션트 저항을 갖는, 즉 션트되게 할 것이다. 포토리소그래피, 잉크젯 프린팅 또는 레이저 도핑에 의해 도핑된 영역의 지역적 구성을 포함하는 더 정교한 전지 컨셉트 및 양 접촉이 같은 전지 표면에 위치하는 곳에서, 공정 유발 션트의 다양하고 다른 잠재적인 원인이 존재한다.
포토루미네선스(Photoluminescence; PL) 측정은 광범위 전압에 걸쳐 부분적 또는 전체적으로 공정된 태양전지의 소위 임플라이드(implied) 전류 전압 특성을 측정하기 위하여 사용될 수 있다는 것은 예전부터 입증되고 있다. 광원은 다양한 광강도(light intensity)로 시료를 비추는 데 사용되고, 감지기는 비춰진 면 또는 반대면으로부터 상기 웨이퍼의 PL 반응을 감지하는 데 사용된다. 상기 PL 강도(IPL)는 다음 식에 따라 가해진 전압 U로서 나타낼 수 있다.
[식 (1)]
(C는 구체적으로 두께, 표면 질감 및 표면 반사도와 같은 상기 시료의 기하학적 특성에 의해 대체로 정해지는 상수이다) 식 (1)에서 e 는 기본적인 전하, k는 볼츠만 상수, T 는 시료의 온도, C offset 은 확산이 제한된 캐리어의 존재의 원인이 되는 교정 팩터(correction factor)를 나타낸다. 특정한 강도 범위를 넘는 상기 조명(illumination) 강도를 스위핑(sweeping)하는 것 및 상기 조명 강도로 동시에 상기 PL 신호를 측정하는 것은 임플라이드 IV 곡선, 즉 상기 PL 신호로부터 수득된 상기 임플라이드 전압의 함수로서 상기 조명 강도의 그래프를 그릴 수 있게 한다. 이 기술은 부분적으로 공정된 전지의 전기적 특성 상에서의 정량 데이터, 그렇지 않으면 상기 전지 제조 공정이 끝난 후에만 이용 가능한 데이터를 수득할 수 있게 한다. 이 'Suns-PL' 기술은 참조로서 포함되어 있는 학술문헌 [T. Trupke, R.A. Bardos, M.D Abbott and J.E. Cotter, 'Suns-photoluminescence: Contactless determination of current voltage characteristics of silicon wafers', Appl. Phys. Lett. 87, 093503 (2005),]에 자세하게 설명되어 있다. 이 방법은 션트와 같은 결함의 영향을 감지하는 데 유용하지만, 처리량은 초당 하나의 전지 단위로, 태양전지 제조라인의 상에서 인라인(in-line) 모니터를 하기에는 너무 느릴 것이다.
이론상으로 임플라이드 전류 전압 측정은 또한 광전도도 또는 다른 부(副)캐리어 수명 측정으로부터 결정될 수 있다. 그러나 션트 감지(저전압)에 대한 가장 관심있는 전압 범위에서 이 측정들은 부캐리어 포획 및 소위 공핍영역(depletion region) 변조 효과에 의해 발생되는 다양한 인위구조(artefact)에 의해 강하게 영향을 받는다. 이 인위구조들은 임플라이드 IV 곡선의 면에서 광전도도 측정의 분석은 매우 부정확할 가능성이 있다는 최종적인 결론을 갖는다. 반대로 PL은 임플라이드 전압의 작은 값을 취하기 위한 이상적인 도구를 만드는 이 인위구조들에 의하여 영향을 받지 않는다. 실리콘 소자 상에서 PL로 감지될 수 있는 전형적인 임플라이드 전압은 250mV 내지 750mV의 범위에 있다.
션트된 전지 또는 션트된 부분공정 전지 상에서의 Suns-PL 측정법은 부캐리어 수명의 소위 확산 한계(threshold)에 의하여 영향을 받는다. 션트가 있을 때에는 이것은 매우 작은 광강도에서 투사된 광강도에 비례하는 상기 PL 신호에 기여하게 한다. 이 신호는 식 (1)에서 오프셋 Coffset에 의하여 설명되고, 투사 광강도에 비례한다. 이 효과의 보정은 상기 측정된 PL 강도로부터 상수 요소에 의하여 곱해지는 상기 투사 광강도를 빼서 간단히 얻을 수 있다.
상호 참조로서 첨부된 PCT 공개특허번호 WO07/041758(Method and System for Inspecting Indirect Bandgap Semiconductor Structure)는 포토루미네선스 측정의 실행의 한 형태를 기재한다. 이 경우에 CCD 카메라와 같은 다중 픽셀 감지기는 상기 시료 영역 전체에 걸쳐 상기 루미네선스 강도 분포를 감지하는데 사용된다. 션트된 영역 및 주변에서 상기 루미네선스 강도는 션트되지 않은 영역에 비해 감소되기 때문에 상기 결과로 나온 루미네선스 이미지는 션트들의 위치를 보여줄 수 있다. 그러나 학술문헌 [O. Breitenstein, J. Bauer, T. Trupke and R.A. Bardos, 'On the Detection of Shunts in Silicon Solar Cells by Photo- and Electroluminescence Imaging', Prog. Photovolt: Res. Appl. 16:325-330 (2008) and in M. Kasemann, D. Grote, B. Walter, W. Kwapil, T. Trupke, Y. Augarten, R.A. Bardos, E. Pink, M.D. Abbott and W. Warta, 'Luminescence Imaging for the Detection of Shunts on Silicon Solar Cells', Prog. Photovolt: Res. Appl. 16:297-305 (2008)]에서 논의된 것과 같이, PL 이미징은 션트들의 위치를 나타내는 데 있어서 항상 신뢰할 수 있는 것은 아니다.
본 명세서를 통하여 종래 기술에 대한 어떠한 논의도 결코 그러한 종래 기술이 본 기술분야에서 일반적인 지식의 일부분으로 널리 알려지거나 구성되었다는 인정으로서 간주되지 않아야 한다.
본 발명의 목적은 종래 기술의 적어도 하나의 단점을 극복하거나 개선하거나, 또는 유용한 대안을 제공하는 것이다. 본 발명의 목적은 짧은 측정 시간으로 초기 공정 단계에서 션트된 웨이퍼들을 신뢰할 수 있게 식별하는 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 제1 측면에 따르면, 태양전지 또는 태양전지 전구체 내에서 하나 이상의 전기 파라미터들(parameters)의 지표를 결정하는 다음과 같은 방법이 제공된다.
(a) 태양전지 및 태양전지 전구체로부터 포토루미네선스(photoluminescence)를 생성하기 위하여 상기 태양전지 또는 태양전지 전구체에 적어도 하나의 저강도(low intensity) 조명을 비추는 단계
(b) 상기 포토루미네선스의 결과 레벨을 감지하는 단계
(c) 상기 태양전지 내 또는 상기 태양전지 전구체로부터 제조된 태양전지 내에서 상기 적절한 전기 파라미터들의 지표로서 상기 감지된 포토루미네선스의 레벨을 이용하는 단계를 포함하고, 각각의 상기 적어도 하나의 저강도 조명은 1 Sun보다 낮은 강도이거나 동등하다.
적어도 상기 (a) 단계는 상기 태양전지 또는 태양전지 전구체의 표면의 다른 부분에 전기적으로 연결하는 전도체로 수행되는 것이 바람직하다. 상기 표면의 상기 다른 부분들은 금속 진공 척(chuck) 상에 상기 태양전지 또는 태양전지 전구체를 마운팅(mounting)하여 전기적으로 연결되는 것이 더 바람직하다. 그렇지 않으면, 상기 표면의 상기 다른 부분들은 전기 전도성 액체에 상기 태양전지 또는 태양전지 전구체를 전체적 또는 부분적으로 침지하는 것에 의하여 전기적으로 연결된다.
바람직한 일 실시예에서, 상기 저강도 조명은 상기 감지된 포토루미네선스의 레벨에서 노이즈를 필터링하기 위하여 선정된 모듈레이션(modulation)을 포함하고, 상기 감지하는 단계는 상기 선정된 모듈레이션을 이용한다. 다른 바람직한 실시예에서, 상기 (a) 단계는 상기 태양전지 또는 태양전지 전구체에 선정된 전기 모듈레이션을 적용하는 단계 및 포토루미네선스의 상기 감지된 레벨에서 노이즈를 필터링하기 위해 전기 모듈레이션을 이용하는 단계를 더 포함한다. 상기 노이즈의 필터링하는 것은 상기 감지된 포토루미네선스에 록인(lock-in) 신호 처리 기술을 적용하는 것을 포함하는 것이 바람직하다.
바람직한 일 실시예에서, 상기 (c) 단계는 상기 태양전지 또는 상기 태양전지 전구체로부터 제조된 태양전지의 상기 하나 이상의 전기 파라미터들의 적절한 포토루미네선스 레벨의 상기 감지된 레벨로부터 계산하는 단계를 더 포함한다. 상기 하나 이상의 전기 파라미터들은 개회로(open circuit) 전압을 포함하는 것이 바람직하다. 다른 바람직한 실시예에서, 상기 (c) 단계는 상기 태양전지 또는 태양전지 전구체의 배경 도핑(doping) 농도에 의하여 포토로미네선스의 상기 감지된 레벨을 나누는 단계를 더 포함하고, 상기 하나 이상의 전기 파라미터들은 단락 회로 전류를 포함한다. 또 다른 바람직한 실시예에서, 상기 (c) 단계는 상기 태양전지 또는 태양전지 전구체의 제조의 같은 처리 단계에서 다른 시료들에서 측정된 포토루미네선스의 상대적 레벨을 비교하는 단계를 더 포함한다.
상기 하나 이상의 전기 파라미터들은 상기 태양전지 또는 태양전지 전구체의 병렬 저항(parallel resistance) 또는 션트 저항(shunt resistance)을 포함한다. 상기 방법은 각각의 시료 또는 태양전지 제조라인을 통과하는 선정된 시료의 일부에서 시료당 3초 이하의 전체 측정 시간으로 인라인 수행되는 것이 바람직하다. 바람직한 실시예에서, 상기 태양전지 또는 전지 전구체는 전체적으로 공정이 진행된 실리콘 태양전지 또는 부분적으로 공정이 진행된 실리콘 웨이퍼이다. 상기 저강도 조명의 투사 광자 플럭스(flux)는 약 1017cm-2s-1 이하인 것이 바람직하다.
상기 방법은 이미터(emitter) 형성 단계 후, 태양전지 제조라인에서 이용되는 것이 바람직하다. 바람직한 일 실시예에서, 상기 방법은 상기 이미터 형성 단계에서 제조된 일부 인 유리층(phosphorus glass layer)을 제거하지 않고 수행된다. 그렇지 않으면 상기 방법은 상기 태양전지 또는 태양전지 전구체의 적어도 뒷면 - 상기 이미터가 형성된 상기 표면의 반대편에 있는 뒷면 - 으로부터 상기 이미터 형성 단계에서 제조된 일부 인 유리층의 제거 후에 수행된다. 상기 방법은 상기 태양전지 또는 태양전지 전구체의 적어도 뒷면 - 상기 이미터가 형성된 상기 표면의 반대편에 있는 뒷면 - 으로부터 원래 존재하는 산화물층의 제거 후에 수행되는 것이 바람직하다.
바람직한 일 실시예에서, 상기 방법은 에지 격리(edge isolation) 단계 후, 태양전지 제조라인에서 이용된다. 상기 에지 격리 단계는 플라즈마 에지 격리(plasma edge isolation), 레이저 에지 격리(laser edge isolation) 또는 유동 에지 격리(floating edge isolation)를 포함한다. 그렇지 않으면 상기 방법은 유동 에지 격리 단계 동안, 태양전지 제조라인에서 이용되고, 상기 유동 에지 격리 단계에서 이용된 에칭액은 전기 전도성이다.
상기 방법은 태양전지 또는 태양전지 전구체의 표면을 가로질러 공간적 분석 방법(spatially resolved manner)에서 이용되는 것이 바람직하다.
상기 저강도 조명은 3초 이하의 지속시간을 갖는 조명 펄스(illumination pulse)인 것이 바람직하다.
바람직한 일 실시예에서, 상기 감지된 포토루미네선스의 레벨을 이용하는 단계는 상기 태양전지 또는 태양전지 전구체의 임플라이드 I-V 곡선을 구성하는 단계를 더 포함한다. 다중의 다른 저강도 조명은 상기 태양전지 또는 태양전지 전구체의 상응하는 임플라이드 I-V곡선을 작성하기 위하여 반복되는 방법으로 이용되는 것이 바람직하다.
상기 방법은 태양전지 또는 실리콘 웨이퍼의 상기 제조 시 품질 제어, 공정 제어 또는 공정 모니터링을 하기 위한 상기 적절한 전기 파라미터들의 상기 지표를 이용하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 방법은 태양전지 제조공정의 공정 상에서 수행되고, 상기 감지된 포토루미네선스의 레벨은 상기 태양전지 또는 태양전지 전구체를 퀄러티 빈(quality bin)으로 분류하는데 사용되는 것이 바람직하다.
본 발명의 제2 측면에 따르면, 태양전지 물질의 특성을 측정하는 방법은
(a) 상기 태양 전지 물질로부터 포토루미네선스를 발생시키기 위하여 하나의 태양보다 낮거나 동등한 강도를 갖는 조명으로 상기 태양전지 물질을 비추는 단계
(b) 상기 포토루미네선스에서 그 결과에 따른 모듈레이션을 생성하기 위하여 미리 정해진 변조로 조명의 수준을 조절하거나 상기 태양전지 물질을 전기적으로 조절하는 단계
(c) 상기 포토루미네선스를 감지하는 단계
(d) 상기 미리 정해진 변조에 근거되어 상기 감지된 포토루미네선스를 필터링하는 단계를 포함한다.
상기 미리 정해진 변조는 미리 정해진 주파수에서의 변조를 포함하고, 상기 필터링하는 단계는 상기 감지된 포토루미네선스와 관련된 노이즈을 필터링하기 위하여 상기 미리 정해진 주파수에서 록인 기술을 이용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제3 측면에 따르면, 태양전지 제조라인에서 에지 격리 공정을 모니터링하는 방법은
(a) 상기 에지 격리 단계 전에 태양전지 전구체에 조명을 비추는 단계
(b) 제1 포토루미네선스 레벨을 수득하기 위하여, 상기 조명의 결과로서 상기 태양전지 전구체로부터 방출된 포토루미네선스를 감지하는 단계
(c) 제2 포토루미네선스 레벨을 수득하기 위하여, 상기 에지 격리 공정 후에 상기 (a) 단계 및 상기 (b) 단계를 반복하는 단계
(d) 상기 에지 격리 공정의 유효성을 측정하기 위하여 상기 제1 포토루미네선스 레벨 및 상기 제2 포토루미네선스 레벨을 비교하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제4 측면에 따르면, 태양전지 제조라인에서 에지 격리 공정을 모니터링하는 방법은
(a) 상기 에지 격리 공정 후에 태양전지 또는 태양전지 전구체에 조명을 비추는 단계
(b) 상기 조명의 결과로 상기 태양전지 또는 태양전지 전구체로부터 방출된 상기 포토루미네선스의 이미지를 수득하는 단계
(d) 상기 에지 격리 공정의 효율성을 측정하기 위하여 상기 태양전지 또는 태양전지 전구체의 주변부(peripheral portion)로부터 방출되는 포토루미네선스의 상대적인 강도를 분석하는 단계를 포함한다.
상기 방법은 (d) 상기 에지 격리 단계 전에 수득된, 상응하는 포토루미네선스 이미지와 상기 이미지를 비교하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 조명은 일 태양보다 낮거나 동등한 강도인 것이 바람직하다.
본 발명의 제5 측면에 따르면, 태양전지 제조라인에서 에지 격리 공정의 경과를 모니터링하는 방법은
(a) 상기 에지 격리 공정에서 처음으로 태양전지 전구체에 조명을 비추는 단계
(b) 제1 포토루미네선스 레벨을 수득하기 위하여, 상기 조명의 결과로서 상기 태양전지 전구체로부터 방출된 포토루미네선스를 감지하는 단계
(c) 제2 포토루미네선스 레벨을 수득하기 위하여, 상기 에지 격리 공정에서 상기 태양전지 전구체에 대하여 상기 (a) 단계 및 상기 (b) 단계를 두 번째 또는 그 이상 반복하는 단계
(d) 상기 제1 포토루미네선스 레벨 및 상기 제2 포토루미네선스 레벨을 비교하는 단계를 포함한다.
바람직한 일 실시예에서, 상기 (a) 단계는 상기 에지 격리 공정의 개시 전에 수행된다. 상기 조명은 일 태양보다 낮거나 동등한 강도인 것이 바람직하다.
본 발명의 제6 측면에 따르면, 본 발명의 제1, 제2, 제3, 제4 또는 제5 측면 중 어느 하나에 따른 방법을 시행할 때의 시스템이 제공된다.
본 발명의 목적에 대하여, 상기 전문용어 '인라인(in-line) 측정법'은 태양전지 제조라인을 통과하는 모든 웨이퍼들이 측정되거나, 시료가 측정법에 있어서 미리 정해진 간격(예를 들어 매 20번째의 웨이퍼)마다 상기 제조라인으로부터 취해지는 것을 의미할 수 있다.
방법들은 태양전지 또는 태양전지 전구체의 션트 저항의 지표(indicator)를 결정하기 위하여 제공된다. 상기 방법들은 포토루미네선스(Photoluminescence; PL)을 생성하기 위한 상기 전지 또는 전구체에 적어도 하나의 저강도 조명을 비추는 단계, 상기 포토루미네선스의 결과 레벨을 감지하는 단계 및 상기 태양전지의 션트 저항의 적절한 레벨을 감지된 포토루미네선스의 상기 레벨로부터 계산하는 단계를 포함한다. 바람직한 방법들은 다수의 수정 또는 교정하는 조치를 가능하게 하는 태양전지를 제조하는 동안 시료들의 인라인(in-line) 측정에 적용할 수 있다. 방법들은 또한 태양전지 제조에서 에지 격리 공정을 모니터링하기 위하여 제공된다. 록인(lock-in) 기술은 상기 포토루미네선스 신호로부터 노이즈을 걸러내기 위하여 사용될 수 있다.
본 발명의 이점 및 장점은 본 발명이 다음의 도면과 함께, 차후의 대표적인 실시예의 설명 및 첨부된 청구항과 관련된 당업자에게 명백할 것이다.
도 1은 다이오드 션트의 다른 레벨들에 대한 임플라이드 IV 곡선을 나타낸 그래프이다.
도 2는 태양전지에서 션트의 일반적인 시작점을 도식적으로 나타낸 도이다.
도 3은 잠재적인 공정-유발 션팅을 나타내는 에지 주변의 밝은 영역을 가진 이미터 확산된 실리콘 웨이퍼의 PL이미지이다.
도 4는 바람직한 일 실시예의 상이한 가동 구성을 도식적으로 나타낸 도이다.
도 5는 바람직한 일 실시예의 상이한 가동 구성을 도식적으로 나타낸 도이다.
도 6은 바람직한 일 실시예의 상이한 가동 구성을 도식적으로 나타낸 도이다.
도 1은 다이오드 션트의 다른 레벨들에 대한 임플라이드 IV 곡선을 나타낸 그래프이다.
도 2는 태양전지에서 션트의 일반적인 시작점을 도식적으로 나타낸 도이다.
도 3은 잠재적인 공정-유발 션팅을 나타내는 에지 주변의 밝은 영역을 가진 이미터 확산된 실리콘 웨이퍼의 PL이미지이다.
도 4는 바람직한 일 실시예의 상이한 가동 구성을 도식적으로 나타낸 도이다.
도 5는 바람직한 일 실시예의 상이한 가동 구성을 도식적으로 나타낸 도이다.
도 6은 바람직한 일 실시예의 상이한 가동 구성을 도식적으로 나타낸 도이다.
상기 Suns-PL 기술에 의하여 태양전지 상에서 측정된 임플라이드 IV 곡선은 션트의 존재를 나타낼 수 있다. 도 1은 무한 션트 저항을 갖는 이상적인 전지에 대한 곡선 1(즉, 전지 성능에 대해 션트의 영향이 없음) 및 곡선 2의 션트 저항이 곡선 3보다 작을 때의 두 개의 서로 다른 유한 션트 저항값에 대한 곡선 2 및 곡선3의 시뮬레이션된 세 개의 임플라이드 IV 곡선으로 이루어진 그래프를 나타낸다. 상기 그래프는 낮은 션트 저항은 특히 낮은 조명 강도에서 상기 다이오드 전압을 줄이고(낮은 루미네선스 신호는 저전압과 동등함), 고전압에서의 상기 IV 곡선은 상기 션트 값에 의해서 미미한 영향만을 받는다는 것을 나타낸다. 다시 말하면, 태양전지에 있어서 션트의 효과는 낮은 광 레벨에서 가장 현저하다. 도 1에 나타낸 것과 같이, 상기 전체의 임플라이드 전류 전압 특성은 상기 전지가 금속이 증착되기 전에 상기 션트 저항에 대해서 정량적인 정보를 수득하는데 이용될 수 있다. Suns-PL은 제조시 초기 단계에서 태양전지에 잠재적인 션트를 제거할 수 있다는 하나의 PL에 근거한 계측 방법이다.
함유물(inclusion)은 태양전지에서 물질 유발 션팅의 일반적인 형태이다. 다결정 실리콘 웨이퍼를 예로 들면, 전형적인 함유물은 탄화 실리콘 및 질화 실리콘을 포함한다. 이것들은 일반적으로 n-타입에서 발견되고 가늘고 긴 바늘의 형태로 일어난다. 도 2에 도식적으로 나타낸 것과 같이, 함유물(20)은 태양전지 내부로 공정되고 있는 실리콘 웨이퍼(23)의 전면(21) 및 뒷면(22)을 연결할 수 있다. 또한 도 2는 태양전지에서 이미터 확산의 부작용인 '공정 유발 션팅'의 일반적인 원인을 나타낸다. p-타입 베이스(base)를 갖는 실리콘 태양전지에 대하여, 상기 이미터가 n-타입 베이스에 대하여 일반적으로 붕소(boron)로 p로 도핑되는 반면, 상기 이미터는 일반적으로 인(phosphorus)으로 n으로 도핑될 것이다. 이상적으로 상기 이미터층(24)은 상기 웨이퍼의 전면 상에만 존재해야 한다. 그러나 열확산과 같은 전형적인 이미터 형성 공정에서, 상기 확산된 영역은 상기 웨이퍼 측면(25) 및 상기 뒷면의 국지적인 부분(26)에서 도핑된 영역을 형성하기 위하여 둘러싼다. 이 '두루마리 현상(wrap around)' 이미터 층은 공정이 끝난 소자의 전면 및 뒷면 금속증착면 사이에서 저저항로를 형성할 수 있다.
도 3은 상기 웨이펴의 뒷면으로부터 조명 및 PL 감지로, 이미터 확산된 실리콘 웨이퍼 상에서 취해진 PL 이미지(31)를 나타낸다. 상기 이미지의 에지의 밝은 부분(32)은 양면에 우연히 이미터 확산된 영역을 제거한다. 이 영역들로부터의 더 높은 루미네선스 강도는 양면에서 전계효과 페시베이션(passivation)의 결과이고, 이것은 상기 중앙 영역에서 조명된 뒷면이 페시베이션되지 않고 낮은 카운트(count)가 된다. 그러므로 PL 이미징은 제조 시 초기 단계에서 태양전지에 잠재적인 션트들을 제거할 수 있는 다른 PL-기반의 계측 방법이다.
그러나, 도 2에 도시되어 있는 션팅의 양쪽 원인, 즉 함유물 및 의도하지 않은 이미터-두루마리현상은 상기 p-타입 베이스 및 상기 n-타입 이미터(또는 n-타입 전지에서는 반대로), 또는 상기 베이스 및 함유물 사이의 계면이 금속(27) 또는 어떤 다른 전도체와 연결될 때만 충분히 활성화되는 것을 인식하는 것은 중요하다. 완성된 스크린 프린트된 태양 전지의 예를 들면, 이것은 전체의 뒷면을 가로질로 상기 알루미늄 뒷면 접촉이 증착되고, 구워질 때 일어난다. 모든 pn 접합 또는 상기 금속 아래 위치한 함유물은 그 공정에서 그것들이 잠재적인 션트일 때까지 단락된다. 이것은 태양전지를 제조하는 동안 션팅 문제들의 초기 단계 모니터링에 있어서 중요한 결과를 갖는다. 신뢰할 수 있는 초기 단계 모니터링에 대하여, 상기 잠재적인 션트는 단락 회로이어야 하거나 적어도 감지할 수 있도록 저저항로에 연결되어 있어야 한다. 본 발명의 상기 PL 기반의 계측 방법은 상기 시료의 뒷면의 다른 부분을 연결하는 전도체와 수행되는 것이 바람직하다. 일 실시예에서, 상기 잠재적인 션트는 금속 척, 예를 들어 진공 척 상에 상기 시료를 빨아들이거나 누르는 것에 의해 활성화될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 시료는 전도성 액체에 담궈지거나 표면에 띄워질 수 있거나, 상기 둘 사이에 전도성 액체의 얇은 층으로 전도성 시료 홀더(holder) 상에 빨아 들여지거나 눌려질 수 있다.
초기 단계 션트 감지에 대한 다른 문제는 이미터의 열확산이 상기 표면에서 얇은 고농도 도핑된 산화물층을 남기는 경향이 있다는 것이다. 인이 도핑된 이미터층을 예로 들면, 이 산화물 층은 소위 '인 유리'이다. 이 산화물층은 전기적으로 절연되어 있을 것이고, 이것은 상기 시료 및 고체 또는 액체 전도체 사이에 접촉을 형성하기 위하여 위에서 언급한 방법이 상기 이미터 확산 공정 후 즉시 항상 전기 접촉을 형성하는 것은 아니다(그러므로 상기 잠재적 션트를 활성화시킨다). 다른 실시예에서, 본 발명의 상기 PL 기반의 계측 방법은 상기 시료의 적어도 뒷면으로부터 상기 인 유리 또는 유사한 산화물층의 제거 후에 수행된다. 추가적인 문제는 자연산화물층(native oxide)은 산화물층이 제거된 표면이 형성된 후 일반적으로 수 분 이내에 실리콘 웨이퍼의 상기 표면 상에 형성된다는 사실로부터 발생한다. 이 원래의 산화물은 또한 잠재적인 션트를 신뢰할 수 있게 감지하기 위하여 적어도 상기 뒷면으로부터 제거되어야 할 것이다.
상기 웨이퍼 에지 둘레를 감싸도록 확산된 이미터 층의 경향 때문에, 에지 격리 기술은 상기 잠재적인 션트로(shunt path)를 가로막기 위하여 제조 시 모든 전지에 관례적으로 적용된다. 이러한 기술에서, 레이저 에지 격리로 알려진 레이저는 상기 이미터에 얇은 트렌치(trench)를 깎는데 사용된다. 현행의 제조라인에서 이 공정은 완성된 전지에 수행되지만, 원칙적으로는 인 유리 제거 후 즉시 수행될 수 있다. 다른 에지 격리 기술은 플라즈마 에지 격리로, 플라즈마 에칭 공정은 상기 웨이퍼의 상기 에지로부터 상기 이미터 층을 제거한다. 이 공정은 일반적으로 서로의 최상층에 쌓아진 많은 웨이퍼에서 수행된다. 습식 화학 에칭에 기반되는 또 다른 에지 격리 기술에서, 웨이퍼는 상기 뒷면 및 상기 에지의 일부분만이 상기 에칭 용액에 담궈져 에칭되어 에칭조의 표면상에 띄워지거나 지지된다. 본 발명자들은 '유동 에지 격리'로서 이 기술에 주목할 것이다.
상기 잠재적인 션트가 사라지면, 상기 에지 격리가 효과적이라는 점에서, 본 발명의 상기 PL 기반의 계측 방법은 에지 격리 기술을 추적하는데 사용될 수 있다는 결론이 나온다. 한편, 도 3에 나타낸 상기 PL 이미지를 참고로 하여, 밝은 국지 영역(32)이 에지 격리 후에 존재한다면, 상기 에지 격리는 완전히 효과적이지 않은 경향이 있다. 다른 실시예에서, 상기 PL 기반의 계측은 플라즈마 에지 격리 단계, 레이저 에지 격리 단계 또는 유동 에지 격리 단계 후에 수행된다. 선택적으로, 상기 '후' 결과는 에지 격리 전에 수득된 상응하는 결과와 비교될 수 있다. 상기 에칭 용액이 상기 웨이퍼의 뒷면 전체와 접촉하고 있기 때문에, 상기 에칭 용액이 충분히 전도성이라면 PL 기반의 계측은 또한 유동 에지 격리 단계의 진행을 모니터링하는데 사용될 수 있다. 그 대신에, 상기 웨이퍼가 예를 들어 전도성 홀더 상에 빨아 들여지거나 눌려지면, PL 기반의 계측은 레이저 에지 격리 단계의 진행을 모니터링하는 데 사용될 수 있다.
또 다른 PL 기반의 계측 방법에서, 하나의 특정한 조명 강도에서의 단일 루미네선스 측정은 식 (1)을 통하여 상기 임플라이드 전압에 대하여 단일 수치를 수득하기 위하여 사용될 것이다. 상기 임플라이드 전압은 추가의 동작에 대하여 제조 시 성능 지수(figure of merit) 또는 우선순위 결정(decision criterion)으로서 사용될 것이다.
식 (1)에 따른 임플라이드 전압으로 상기 루미네선스 강도의 전환은 상기 상수 C 및 상기 오프셋 수치 Coffset이 알려져 있어야 한다. 그러나 측정 속도가 필수적인 공정 중 응용에 대하여, 상기 루미네선스 신호 (주어진 실험 장치로 측정된)그 자체는 상기 우선순위 결정으로서 사용될 것이다. 예를 들어 특정 루미네선스 강도 수치는 다른 퀄러티 빈로 웨이퍼 또는 전지를 분류하기 위하여 한계 기준으로서 사용될 것이다. 즉, 상기 임플라이드 전압의 절대값에 대한 지식은 션트 또는 잠재적인 션트와 같은 결함이 전지 성능에 미치는 알맞은 영향을 평가하기 위하여 필수적이지는 않다.
다른 실시예에서, 상기 웨이퍼의 반대면으로부터 조명 및 감지가 수행될 수 있는 반면에, 다른 실시예에서, 상기 루미네선스 측정법은 상기 웨이퍼의 같은 면으로부터 조명 및 감지가 수행될 수 있다. 다양한 실시예에서, 상기 루미네선스는 공간적 분석 방법(예를 들어 CCD 카메라를 이용한 루미네선스 이미징) 또는 비공간적 분석 방법(예를 들어 전치 증폭기(preamplifier)와 결합하여 광역 광다이오드를 이용하는 것) 또는 맵핑(mapping)을 통하여 측정될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 루미네선스는 웨이퍼 영역 전체적으로 균일할 수 있다. 다른 실시예에서, 본 명세서에 참조로 포함되어 있는 오스트레일리아 공개특허번호 2009902178(발명의 명칭: Material or device characterisation with non-homogeneous excitation)에 설명된 것과 같이, 상기 웨이퍼의 일부분만이 비춰지고, 이것은 이미터가 존재한다면 적어도 낮은 조명 강도에서 상기 전제 웨이퍼를 훨씬 여기시킬 것이다.
상기 루미네선스 측정법은 2초 이하의 예시 측정 시간으로 매우 빠르게 수행될 수 있기 때문에, 태양전지 제조를 거치는 모든 웨이퍼는 모니터링될 수 있다. 상기 모니터링은 상기 웨이퍼가 컨베이어 벨트 상에서 움직이고 있는 동안에도 수행할 수 있다. 이 경우에, 상기 광학 및 감지 시스템은 상기 시료와 평행하게 움직여질 수 있다. 그렇지 않으면 상기 조명 및 감지 시스템은 마운팅될 것이고, 이 경우 각 웨이퍼를 따라 선 스캔은 측정되거나 2-D 광감지기로부터 구성된 고정 이미지일 것이다. 그렇지 않으면 상기 시료는 측정되는 동안 정지될 것이고, 이것은 면적 이미지 측정법에 편리할 것이다.
션트되거나 션트되지 않은 웨이퍼는 그리고 나서 한계 임플라이드 전압 또는 루미네선스 신호에 따라 분류될 수 있다. 예를 들어 상기 한계 전압보다 낮은 임플라이드 전압을 갖는 웨이퍼 또는 상기 한계 신호보다 낮은 루미네선스 신호를 갖는 웨이퍼는 션트된 것으로 분류될 수 있다. 상기 다이오드 전압 및 상기 루미네선스 신호 상의 션트의 충격은 도 1에 나타낸 것과 같이 낮은 조명에서 확연하기 때문에, 단일 루미네선스 특정법은 낮은 조명 강도에서 일반적으로 수행될 것이고, 조사된 광자 플럭스(flux)는 3×1017cm-2s-1 (약 1 Sun) 미만인 것이 바람직하고, 1017cm-2s-1인 것이 더 바람직하다. 본 발명의 목적에 있어서, 조사된 광자 플럭스 3×1017cm-2s- 1는 1 Sun으로 간주된다.
비록 션팅이 '한계 아래에' 존재하는 웨이퍼의 적당한 원인이지만, 특히 저조명에서 다른 원인, 예를 들어 낮은 수명 물질의 넓은 영역이 있을 수 있다. 따라서 본 발명의 상기 PL 기반의 계측 방법은 태양전지 및 태양전지 전구체 상에 션트의 영향을 주로 감지하기 위하여 설계되지만, 그것들은 많이 제한되지 않는다.
PL 기반의 션트 감지는 본질적으로 다른 두 개의 방법, 공간적으로 분석되는 방법 또는 비공간적으로 분석되는 방법으로 원론적으로 수행될 수 있다. 두 가지의 경우에서, 조명원는 상기 전체의 웨이퍼 또는 상기 웨이퍼의 일부분을 조명하는데 사용되고, 포토루미네선스(PL) 감지기는 방출된 루미네선스광을 포착하는데 사용된다. 상기 감지기는 상기 조명원(illumination source)과 관련된 상기 웨이퍼의 양면 상에 위치할 수 있다. 도 4에 도시한 첫 번째 경우에서, 상기 조명원(40) 및 감지기(41)는 상기 시료(42)의 같은 면 상에 있다. 도 5에 도시한 두 번째 예에서, 상기 조명원(40)은 상기 시료(42)의 첫 번째 면 상에 구비되고, 상기 감지기(41)는 상기 시료 뒷면에 직접 마운팅되며, 이 경우에 상기 감지기는 아래에 마운팅된 상기 영역(50)으로부터 상기 PL 방출의 큰 부분을 취한다. 그렇지 않으면 도 6에 도시한 것과 같이, 상기 감지기(41)는 상기 시편(42)으로부터 일정한 거리에 마운팅되고, 더 넓은 시료 영역으로부터 루미네선스 신호를 감지하지만 더 적은 신호의 일부를 취하게 된다.
도 5의 배열에 관하여, 상기 루미네선스 감지기(41)는 상기 시료(42)(일반적으로 10×10cm2 이상)보다 실질적으로 크기가 더 작을 것이다(예를 들어 2×2cm2). 그러므로 상기 이미터는 효과적으로 평행하게 (션트되거나 션트되지 않은) 상기 전지의 다른 부분을 전기적으로 연결하기 때문에, 상기 감지기의 최상부 상에 있는 상기 웨이퍼의 외부 영역(50)에 위치한 션트의 영향은 웨이퍼 영역 전체에 걸쳐 줄이기 위하여 상기 루미네선스 강도를 여전히 야기할 것이기 때문에 낮은 조명 강도로 상기 루미네선스 측정을 수행하는 것에는 이점이 있다. 상시 션트되지 않은 영역으로부터의 상기 PL 강도는 상기 션트된 영역에 의해서 끌어 내려진다. 그러나 더 높은 조명 강도에 대하여, 상기 이미터의 제한된 전도도는 점점 더 션트된 영역 및 션트되지 않은 영역을 좌우로 고립시킨다. 상기 이미터는 일반적으로 1 Sun 등가의 조명 강도에 대하여 설계되기 때문에, 단일 PL 측정법(공간적으로 분석되거나 비공간적으로 분석되는 것)은 1 Sun 등가보다 작은 조명 강도, 즉 3×1017cm-2s-1 보다 작은 투사 광자 플럭스에서 수행되는 것이 바람직하다.
전용의 광학 필터는 상기 측정된 PL 신호에 기여하는 여기(excitation)를 방지하기 위하여 사용될 수 있다. 일반적으로 이것은 상기 센서 앞에 상기 루미네선스 신호의 많은 부분은 통과시키지만 상기 여기광은 차단하는 롱 패스 필터(long pass filter)를 이용하여 상기 감지된 루미네선스 신호를 롱 패스 필터링하는 것에 의하여 달성된다. 상기 롱 패스 필터의 차단보다 더 짧은 차단 파장을 갖는 숏 패스 필터(short pass filter)는 상기 여기 스펙트럼에서 어떤 긴 파장 요소를 차단기 위하여 상기 시료 표면에서의 반사(또는 상기 웨이퍼 전체에서의 투과)는 상시 센서에 의하여 감지된 후 상기 여기광을 여과하는 데 사용된다. 실리콘과 같은 간접 밴드갭 물질로부터의 상기 루미네선스 강도는 전형적으로 상기 여기광보다 여러 차수 약한 규모이고, 실리콘 웨이퍼로부터의 상기 여기광 반사는 수 % 내지 10% 일 수 있기 때문에, 상기 여과는 높은 효율을 얻는데 필요하다. 도 5 및 도 6에 나타낸 기하학적 구조에서, 상기 실리콘 웨이퍼는 효율적인 롱 패스 필터로서 그 스스로 동작한다. 예를 들어, 800nm의 여기 파장이 사용된다면, 투과된 여기광의 부분은 200μm 두께의 실리콘 웨이퍼에 대하여 10- 6미만일 것이다. 더 이상 롱 패스 필터링은 이 경우에 있어 필요하지 않을 것이나, 상기 여기광의 효율적인 숏 패스 필터링은 계속 필요할 것이다.
다양한 광원은 레이저, LED, 할로겐 램프 및 플래쉬 램프를 포함하는 것들이 여기를 위하여 사용될 수 있다.
비공간적 분석 측정법: 일 실시예에서, 단일 광 감지기는 공간적으로 평균화된 포토루미네선스 신호를 포획하는데 사용된다. 실리콘 시료로부터의 PL 방사를 감지하는데 사용될 수 있는 전형적인 광다이오드(photodiode)의 예는 저소음 전치 증폭기와 결합하여 결정질 실리콘(Si), 인듐-갈륨-비소(InGaAs), 게르마늄(Ge) 또는 실리콘게르마늄(SiGe) 합금으로 만들어진 감지기이다. 다른 시료 물질은 다른 파장 범위에서 일반적으로 PL을 방사할 것이고, 적절한 감지기는 당업자들에게 잘 알려져 있을 것이다. 시간 분석 측정법의 실시예에서, 감지기는 조명광 펄스 동안 및 후에 상기 시간 종속적인 루미네선스 강도를 포획하는 데 사용될 수 있다. 전형적으로 조명 펄스는 지속되는 동안 1 밀리초 내지 수 초일 것이다. 다른 실시예에서, 감지기는 고정적인 강도로 상기 웨이퍼의 조명에 의하여 생성된 고정적인 PL 신호를 측정하는데 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 록인 기술을 통하여 상기 PL 강도 측정법을 수행하기 위하여, 상기 조명은 알려진 주파수로 주기적으로 조절된다. 이와 같이 제조 환경에서 주변광(ambient light)의 영향은 크게 감소될 수 있다.
공간적 분석 측정법: PL 이미징은 상기 루미네선스 강도의 빠른 공간적 분석 측정법에 있어서 매력적인 특정 기술이다. 이 경우에, 루미네선스 강도 수치는 단일 루미네선스 이미지에서 상기 공간적으로 분석된 전지의 각 부분에 대하여 측정된다. 원론적으로, 국지적 임플라이드 다이오드 전압은 루미네선스 이미지의 각 화소에 대하여 계산될 수 있다. 다양한 PL이미징 측정법이 다른 조명 강도로 측정된다면, 조명 강도 종속 및 임플라이드 IV 곡선은 각 감지기 픽셀에 대하여 계산될 수 있다. 션트의 상기 영향은 낮은 임플라이드 전압 즉, 상기 PL 신호가 낮은 저조명 강도에서 가장 중요하기 때문에, 더 긴 통합 시간이 필요할 것이다. 더 긴 통합시간 및 더 긴 측정 시간을 방지하기 위하여, 상기 카메라의 상기 공간 분해능은 픽셀 분류에 의해 감소될 것이다. 예를 들어 5×5 픽셀을 단일 픽셀로 결합하는 것은 25개의 요소에 의하여 계수율(count rate)을 증가시킬 것이지만, 상기 공간 분해능은 감소시킬 것이다. 그렇지 않으면 하나는 더 높은 감도의 카메라를 사용할 수 있다.
위에서 설명한 PL 기반의 계측 방법들은 이미터가 확산되거나 또는 pn 접합을 형성하기 위하여, 상기 시료의 한쪽 또는 양쪽 표면에 처리된 후 어느 공정 단계에서 또는 공정 단계 후에 가장 유용하게 적용된다. 도 4, 도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 시료(42)의 상기 일루미네이트된 표면은 이미터-확산 표면에 부합할 필요가 없지만, 측정 편이성을 위하여 선택될 것이다. 스크린 프린트된 전지와 같은 전지 설계에서, 비공간적 분석 측정법은 거의 모든 전지(적어도 에지 격리 전)에서 나타나는 에지 션트 및 예를 들어 함유물에 의해 생간 다른 션트 사이에서 식별하지 않을 것이다. 그러므로 비공간적으로 분석된 션트 감지에 대한 적절한 응용은 에지 격리 후, PL 기반의 정성 또는 정량 션트 분석이 상기 시료에서 비최상의(non-optimal) 에지 격리 또는 다른 션트에 대한 정보를 줄 수 있는 경우이다.
측정된 상태의 PL 데이터는 상기 션트 강도에 대한 정량 정보 또는 한계 수치와 관련된 상기 션트 강도에 대한 정령 정보를 모두 얻는데 사용될 수 있다. 정성적 실시예에서, 임플라이드 전압 또는 다른 어떤 물리적인 파라미터로 상기 측정된 PL 신호의 전환이 없고, 더 정확히 말하자면 상기 공간적으로 분석된, 또는 공간적으로 평균 루미네선스 신호 그 자체가 성능지수(figure of merit)로써 사용될 것이다. 특정한 한계 수치 초과 또는 미만의 PL 신호를 방출하는 웨이퍼는 독립된 퀄러티 빈으로 분류될 것이다. 바람직실 실시예에서, 상기 측정법은 제조 시설을 통과하는 모든 웨이퍼 또는 상기 웨이퍼 처리량의 특정한 비율에서 공정 중에 수행되기에 충분히 빠르다.
본 발명의 PL 기반의 계측 방법으로부터 도출된 웨이퍼의 션트에 대한 정보는 실질적으로 가능한 조치를 많게 할 것이다. 예를 들어 상기 웨이퍼는 상기 웨이퍼 공급기로 재처리하거나 되돌리거나, 후반 공정단계에서 시료의 분류에 대하여 상기 공정 라인으로부터 제거될 것이다. 다른 예로는, 상기 션트가 공정 기술 결함에 의해 발생된다면, 조정 조치는 공정 단계 또는 도구에서 취해지거나, 상기 션트가 물질 결함에 의해 발생된다면, 조정 조치는 물질 공급기에 의해 취해진다. 또 다른 예로는, 상기 웨이퍼는 션트 개선을 위하여 재공정될 수 있거나 또는 상기 션트의 영향을 줄이기 위하여 제조 중에 공정 변화를 위하여 '표지(tagged)'될 수 있다.
본 발명의 목적은 종래 기술의 적어도 하나의 단점을 극복하거나 개선하거나, 또는 유용한 대안을 제공하는 것이다. 본 발명의 목적은 짧은 측정 시간으로 초기 공정 단계에서 션트된 웨이퍼들을 신뢰할 수 있게 식별하는 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다. 공정 단계에서 측정된 상기 PL 신호는 또한 최종 전지 개회로 전압(VOC)으로 개선되도록 하는 측정의 기준으로써 사용될 것이다. 태양전지 제조에서, 이것은 특정한 공정 단계 및 최종 전지 데이터에서 상기 PL 신호들 사이의 통계적인 관계를 수립하는 것에 의하여 사용될 것이다. 예를 들면 상기 예상되는 통계적 관계로부터 특정한 편차가 일어난 후, 상기 정확한 공정 단계를 확인하는 것에 의하여, 상기 정보는 감소된 최종 전지 성능의 원인을 빠르게 확인하는데 사용될 것이다. 그러한 통계적 관계는 각각의 공정 단계의 상기 공정 파라미터를 조절하기 위한 더 효과적인 방법으로서 또한 사용될 것이다. 낮은 조명 강도로 측정된 상기 PL 신호는 제조 수행 시스템(Manufacturing Execution System; MES)에서 입력 파라미터로써 또한 사용될 것이다.
위에서 논의했던 것과 같이, 상기 루미네선스 강도는 식 (1)에 의해 결부된 상기 두 가지로 상기 전지 전압의 측정으로써 해석될 수 있다. 반면에 도핑 표준화(doping-normalize)된 PL 신호를 나타내는 상기 기반 물질의 배경 도핑 밀도로 나눠지는 상기 루미네선스 강도는 과잉 부캐리어 수명 및 상기 전지 단락 전류(ISC)와 관계된다. 위에서 설명한 것과 같이 유사한 개선 및 분석 응용은 공간적으로 분석되거나 공간적으로 평균된 도핑-표준화된 PL 신호 및 단락 전류 또는 최고의 전력 포인트에서 추출된 전류 사이에서 수립될 수 있다. 전체의 부분적으로 공정된 웨이퍼로부터의 상기 루미네선스 강도의 면적 평균은 이 경우에 상기 웨이퍼의 일부분에서만 상기 신호를 넘는 것이 바람직하다.
단일 비공간적 분석 PL 측정법은 다음과 같은 단계로 진행된다.
- 1단계: 주어진 조명 강도로 상기 웨이퍼 또는 웨이퍼 일부분의 조명은 1 Sun보다 낮거나 동등한 것이 바람직하고, 1017cm-2s-1 보다 낮은 것이 더 바람직함
상기 조명은 정상상태 측정법에 대하여 일정하거나, 시간 분석(time-resolved) 측정법에 대하여 진동(pulsed)할 것이다. 그렇지 않으면, 상기 조명 강도는 조절되고 상기 PL 측정법은 록인 기술을 통하여 수행된다. 이 경우에, 상기 신호는 조절된 기여도에 일정한 오프셋을 더한 것을 충분히 조절하거나 분석할 것이다.
- 2단계: 상기 결과로 나온 면적 평균 루미네선스 강도의 측정(위에서 설명한 면적 감지 구조 중 하나를 이용한다)
- 3단계: 한계 루미네선스 강도로 상기 측정된 루미네선스 강도의 비교 및 션트된 또는 션트되지 않은 빈(bin), 또는 더 상세한 션트 종류로 분류함
다중 비공간적 분석 PL 측정법은 다음과 같은 단계로 진행된다.
- 1단계: 일반적으로 1ms 내지 5s의 지속 펄스 또는 여러 비연속적인 조명 강도의 연속으로 상기 웨이퍼를 조명
- 2단계: 시간 종속 조명 강도 및 시간 종속 루미네선스 강도를 모두 측정함
- 3단계: 위에서 설명한 것과 같이 상기 임플라이드 IV 곡선의 계산
이것은 교정 팩터(식 (1)의 C)의 값이 필요하고, 상기 같은 종류의 다중 시료에 대하여 유사할 것이다. 상기 같은 종류의 다른 시료들에 대하여 같은 보정요소를 사용하는 것은 정확도에 미미하게 영향을 미치기 때문에, 이 보정 요소는 1회만 결정될 필요가 있다. 그렇지 않으면, 상기 PL 신호 그 자체는 성능 지수로서 사용될 것이다.
- 4단계: 상기 Suns-PL 곡선의 구성 및 정량 션트 저항 데이터를 수득하기 위한 이 곡선의 분석
단일 공간적 분석 PL 측정법은 다음과 같은 단계로 진행된다.
- 1단계: 하나의 특정한 조명 강도, 바람직하게는 1 Sun보다 낮거나 동등한 것, 더 바람직하게는 1017cm-2s- 1 인 상기 웨이퍼의 PL 이미지
- 2단계: 상기 평균 루미네선스 강도의 분석을 수행함
- 3단계: 한계 평균 루미네선스 강도와 상기 측정된 평균 루미네선스 강도를 비교하고, 상기 시료를 션트된 또는 션트되지 않은 빈으로 분류함
다중 공간적 분석 PL 측정법은 다음과 같은 단계로 진행된다.
- 1단계: 각 강도, 바람직하게는 1 Sun 또는 미만에서, 더 바람직하게는 1017cm-2s-1 미만으로 다른 정상 상태 조명 강도로 여러 PL 이미지를 측정함
- 2단계: 각 픽셀에 대하여 상기 임플라이드 전압의 함수로써 상기 조명 강도의 그래프를 작성함
- 3단계: 각 픽셀에 대하여 임플라이드 IV 곡선을 결정함
- 4단계: 상기 임플라이드 IV 곡선으로부터, 상기 공간적 분석 임플라이드 IV 곡선에 기초하는 통계적 데이터 분석을 수행하고, IV 곡선 결과에 기초하여 상기 웨이퍼들을 분류함
요약하면, 상기 바람직한 실시예의 상기 PL 기반의 계측 방법은 전체적 또는 부분적으로 공정된 태양전지에서, 완성된 태양전지의 성능을 줄이는 결함, 특히 션트 또는 잠재적인 션트의 존재 또는 결함을 결정하기 위한 방법을 제공한다. 상기 방법들은 이미터 확산 후에 어떤 태양전지 공정 단계에서 웨이퍼 또는 박막에 적용될 수 있다. 상기 방법들은 공간적 분석 또는 비공간적 분석 감지방법에서 사용될 수 있고, 단일 강도 또는 완전한 Sun-PL 곡선에까지 적용될 수 있다. 상기 방법들은 품질 관리, 공정 관리 및 공정 모니터링에 있어서 제조 중에 사용될 수 있다. 상기 방법들은 1 Sun 보다 낮거나 동등한 조명 강도로부터 생성된 PL로 사용되는 것이 바람직하다.
일 실시예에서, 상기 일련의 공정은 공정 환경의 영향을 받지 않는 높은 노이즈을 제공하도록 '록인' 신호 공정을 사용한다. 록인 공정이 없다면, 상기 감지기에서 노이즈 층(floor)은 주변의 빛(상기 감지가 레이저 안정성 원인에 대하여 빛이 통하지 않는 상자 안에서 수행된다면, 최소일 것이다) 및 더 중요하게는 상기 시료 스테이지의 방출 및 그 주위로부터 기인하는 반사된 여기광 및 일부 PL의 총합일 것이다. 이것은 자주, 반사된 여기광을 걸러내기 위한 까다로운 광학 필터들의 조합 및 상기 카메라에서 상기 PL 신호로부터의 주변광의 사용이 필요하다. 상기 카메라가 실리콘 기반이라면, 그것은 그 자체가 숏패스 필터로서 동작할 것이다. 상기 필터들의 조합 및 카메라의 선택은 관심있는 매우 선택적인 밴드 패스 필터를 만드는 것에서 유도된다.
록인 공정을 사용한 실시예에서, 상기 요구사항은 덜 까다롭다. 상기 방법들은 다른 광원, 예를 들어 가시광원 및 비레이저 광원, 및 덜 특수화된 카메라 장치로 수행될 수 있다. 상기 광학 필터들은 또한 필요하지 않을 것이고, 가시광 또는 비레이저 광원이 사용된다면, 레이저 안전 도구는 필요하지 않을 것이다. 또한 특정한 PL을 방출하는 상기 시료 스테이지 또는 그 주변에서 물질을 처리하는데 사용하는 것이 가능하다. 이 대안적인 실시예들에서 설계 제약을 해제하는 하나의 중요한 요소는 록인 신호 공정 접근법의 사용이다. 록인 신호 공정의 예는 잘 알려져 있고, 일반적인 참조는 http://en.wikipedia.org/wiki/Lock-in_amplifier에서 찾을 수 있다.
록인 기술은 적어도 두 가지 방법으로 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 록인 신호는 상기 광원 강도를 조절하는 것에 의하여 상기 여기광에 덧붙인다. 다른 일 실시예에서, 상기 록인 신호는 상기 시료, 뒷면 또는 최상면 전기 접촉, 또는 양면을 통하여 웨이퍼 또는 전지에 전기 포텐셜 또는 전류를 인가하는 것에 의하여 상기 PL 방출에 작은 변화로서 덧붙여진다. 상기 인가된 포텐셜 또는 전류는 전기루미네선스(ElectroLuminescence; EL)을 생성하기 위하여 충분할 필요는 없지만, 상기 록인 캐리어 신호의 특징인 상기 측정된 PL 신호에서 식별할 수 있는 변화를 생성할 필요가 있다. 주변광 및 반사광 모두로부터의 노이즈(상기 시료 스테이지에서 물질로부터 유래한 상기 시료 영역에서의 일부 PL 방출을 포함)으로 디콘볼루티드(de-convoluted)되도록 상기 PL을 방출할 수 있기 때문에, 이 두 가지 접근법 중 후자가 바람직할 것이다.
록인 공정을 사용하는 다른 이점은 순식간에 여러 번 상기 신호를 통합시킬 수 있는 빠른 카메라 감지기를 사용하는 능력이고, 그렇게 함으로써 빠른 인라인 제조 응용에서의 상기 PL 기반의 계측 방법의 사용을 상당히 높이기 위하여 측정 시간의 속도를 높인다.
[해석]
상세한 설명 및 청구항에 있어서, 문맥이 분명히 요구하지 않는 한, '포함하다(comprise)', '포함하는(comprising)' 등의 용어는 배타적이거나 완전한 의미가 아니라 포괄적인 의미에서 구성되는 것이다. 즉, '포함되나, 이것에 한정되지 않는다'는 의미이다.
본 상세한 설명에 있어서, '일 실시예' 또는 '실시예'는 상기 실시예와 관련되어 설명된 특정한 형태, 구조 또는 특성은 본 발명의 적어도 일 실시예에 포함되는 것을 의미한다. 그러므로 본 상세한 설명의 여러 곳에서 사용되고 있는 '일 실시예' 또는 '실시예' 라는 표현이 나타나는 것은 같은 실시예를 반드시 모두 나타내는 것은 아니다. 또한, 일 실시예 또는 더 많은 실시예들에서, 본 공시로부터 당업자에게 명백하므로, 상기 특정한 형태, 구조 또는 특성은 어떠한 적절한 방법과 결합될 것이다.
유사하게, 본 발명의 모범적인 실시예에 대하여 상기 설명에서, 본 발명의 다양한 형태는 때때로 공시를 간소화하고 하나 이상의 다양한 독창적인 측면의 이해를 돕기 위한 목적으로 단일 실시예, 도 또는 설명에서 서로 그룹으로 나뉜다. 그러나 공시의 이러한 방법은 상기 청구된 발명이 각 청구항에서 분명히 열거되는 것보다 더 많은 특징을 요구하는 의도를 반영하는 것으로서 해석되는 석이 아니다. 더 정확히 말하자면, 다음의 청구항들이 반영하는 것과 같이, 독창적인 측면은 앞서 말한 기재된 하나의 실시예의 모든 형태보다 적다. 따라서 상세한 설명에 뒤따르는 상기 청구항들은 본 발명의 독립된 실시예로서 인정된다는 사실에 의거하는 각 청구항으로서 본 상세한 설명에 명백히 포함된다.
또한 여기서 설명된 일부 실시예들은 일부 포함되지만, 다른 실시예에 포함된 다른 형태가 아닌 반면, 다른 실시예들의 형태의 조합은 본 발명의 범위 내에서 의미되는 것이고, 당업자들에 의해 이해되는 것과 같이 다른 실시예들을 형성한다. 예를 들어, 다음 청구항에서 청구된 실시예들의 일부는 어떤 조합으로 사용될 수 있다.
또한 상기 실시예들의 일부는 컴퓨터 시스템의 프로세서 또는 기능을 수행하는 것에 의하여 시행될 수 있는 방법 또는 방법의 요소의 조합으로써 본 명세서에서 설명된다. 그러므로 그러한 방법 또는 방법의 요소를 수행하기 위하여 필요한 지시를 하는 프로세서는 상기 방법 또는 방법의 요소를 수행하기 위한 수단을 형성한다. 또한 장비 실시예의 설명된 요소는 본 발명을 수행하는 목적으로 상기 요소에 의해 수행되는 기능을 수행하기 위한 수단의 예이다.
본 명세서에 제공된 설명에서, 다수의 특정한 세부사항이 제시된다. 그러나 본 발명의 실시예들은 이 특정한 세부사항 없이 행해진다는 것이 이해된다. 다른 예를 들면, 잘 알려진 방법, 구조 및 기술은 본 명세서의 이해를 모호하게 하지 않게 하기 위하여 자세하게 나타내지 않는다.
본 명세서에서 사용된 것과 같이 서수 형용사인 '제1', '제2', '제3' 등의 명시된 사용이 아닌 한, 일반적인 것을 설명하는 것은 단지 유사한 것들의 다른 예는 관련되고 있는 것만을 나타내고, 설명된 상기 연구 대상들은 주어진 순서로 일시적, 공간적, 열을 지어 또는 다른 어떤 방법으로 설명되어야 하는 것을 의미하도록 의도되는 것은 아니다.
하기의 청구항 및 본 명세서의 설명에서, 포함하는(comprising), 포함되는(comprised) 또는 포함하는(which comprise) 용어 중 어떤 것은 뒤따르는 적어도 상기 요소/형태를 포함하지만 다른 것들을 제외하는 것을 의미하지 않는 개방된 용어이다.
그러므로, 상기 청구상이 사용될 때, 포함하는 상기 용어는 수단 또는 요소 또는 그 후에 열거된 단계에 한정적인 것으로서 해석되지 않아야 한다. 예를 들어 A 및 B를 포함하는 표현의 범위는 요소 A 및 B만을 포함하는 장치에 한정되지 않아야 한다. 본 명세서에서 사용된 것과 같이 '포함하는(including, which include 또는 that include)' 이라는 용어 중 어느 것은 또한 상기 용어를 뒤따르는 적어도 상기 요소/형태를 포함지만 다른 것들을 제외하는 것을 의미하지 않는 또한 개방된 용어이다.
따라서 '포함하는(including)'은 포함하는(comprising)'과 동의어이고, '포함하는(cmprising)'을 의미한다.
유사하게, 청구항에서 사용될 때, '결합된(coupled)'이라는 용어는 직접 연결되는 것에만 한정되는 것으로써 해석되지 않아야 한다는 것이 주목된다.
'결합된(coupled)' 또는 그것의 파생어와 함께, '연결된(connected)' 이라는 용어가 사용될 것이다. 이 용어들은 각각 서로 동의어로서 의도되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 그러므로, 장치 B에 결합된 장치 A라는 표현의 범위는 장치 A의 출력부분이 장치 B의 투입부분에 직접적으로 연결되는 장치 또는 시스템에 한정되지 않아야 한다. 다른 장치 또는 수단을 포함하는 경로인 A의 출력부분 및 B의 투입부분 사이의 경로가 존재하는 것을 의미한다. '결합된(coupled)'은 두 가지 이상의 요소가 직접적으로 물리적 또는 전기적 접촉을 하거나 두 가지 이상의 요소가 직접적으로 서로 연결되어 있지는 않지만 여전히 서로 협력하거나 상호작용하는 것을 의미할 것이다. 본 발명은 어떠한 바람직한 실시예들과 특히 관련하여 설명되었지만, 본 발명의 변형 및 수정은 다음의 청구항의 기술사상 및 범위 내에서 유효할 수 있다.
Claims (39)
- 태양전지 또는 태양전지 전구체 내에서 하나 이상의 전기 파라미터들(parameters)의 지표를 결정하는 방법에 있어서,
(a) 상기 태양전지 및 태양전지 전구체로부터 포토루미네선스(photoluminescence)를 생성하기 위하여 상기 태양전지 또는 태양전지 전구체에 적어도 하나의 저강도(low intensity) 조명을 비추는 단계;
(b) 상기 포토루미네선스의 결과 레벨을 감지하는 단계; 및
(c) 상기 태양전지 내 또는 상기 태양전지 전구체로부터 제조된 태양전지 내에서 상기 적절한 전기 파라미터들의 지표로서 상기 감지된 포토루미네선스의 레벨을 이용하는 단계
를 포함하고,
각각의 상기 적어도 하나의 저강도 조명은 1 Sun 보다 낮은 강도이거나 동등한 전기 파라미터들의 지표를 결정하는 방법.
- 제1항에 있어서,
적어도 상기 (a) 단계는 상기 태양전지 또는 태양전지 전구체의 표면의 다른 부분들에 전기적으로 연결되는 전도체와 함께 수행되는 전기 파라미터들의 지표를 결정하는 방법.
- 제2항에 있어서,
상기 표면의 상기 다른 부분들은 금속 진공 척(chuck) 상에 상기 태양전지 또는 태양전지 전구체를 마운팅(mounting)하여 전기적으로 연결되는 전기 파라미터들의 지표를 결정하는 방법.
- 제2항에 있어서,
상기 표면의 상기 다른 부분들은 전기 전도성 액체에 상기 태양전지 또는 태양전지 전구체를 전체적 또는 부분적으로 침지(immersing)하는 것에 의하여 전기적으로 연결되는 전기 파라미터들의 지표를 결정하는 방법.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 저강도 조명은 선정된 모듈레이션(modulation)을 포함하고,
상기 감지하는 (b) 단계는 상기 감지된 포토루미네선스의 레벨에서 노이즈를 필터링하기 위하여 상기 선정된 모듈레이션을 이용하는 전기 파라미터들의 지표를 결정하는 방법.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 (a) 단계는,
상기 태양전지 또는 태양전지 전구체에 선정된 전기적 모듈레이션을 적용하는 단계; 및
상기 감지된 포토루미네선스의 레벨에서 노이즈를 필터링하기 위하여 상기 전기적 모듈레이션을 이용하는 단계
를 더 포함하는 전기 파라미터들의 지표를 결정하는 방법.
- 제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 노이즈의 필터링하는 것은 상기 감지된 포토루미네선스에 록인(lock-in) 신호 처리 기술을 적용하는 것을 포함하는 전기 파라미터들의 지표를 결정하는 방법.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 (c) 단계는,
상기 태양전지 또는 상기 태양전지 전구체로부터 제조된 태양전지의 상기 하나 이상의 전기 파라미터들의 적절한 포토루미네선스 레벨의 상기 감지된 레벨로부터 계산하는 단계
를 더 포함하는 전기 파라미터들의 지표를 결정하는 방법.
- 제8항에 있어서,
상기 하나 이상의 전기 파라미터들은 개회로 전압(open circuit voltage)을 포함하는 전기 파라미터들의 지표를 결정하는 방법.
- 제8항에 있어서,
상기 (c) 단계는,
상기 태양전지 또는 태양전지 전구체의 배경 도핑(background doping) 농도에 의하여 포토로미네선스의 상기 감지된 레벨을 나누는 단계
를 더 포함하고,
상기 하나 이상의 전기적 파라미터들은 단락회로 전류(short circuit current)
를 포함하는 전기 파라미터들의 지표를 결정하는 방법.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 (c) 단계는,
상기 태양전지 또는 태양전지 전구체의 제조의 같은 처리 단계에서 다른 시료들에서 측정된 포토루미네선스의 상대적 레벨을 비교하는 단계
를 더 포함하는 전기 파라미터들의 지표를 결정하는 방법.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 전기 파라미터들은 상기 태양전지 또는 태양전지 전구체의 병렬 저항(parallel resistance) 또는 션트 저항(shunt resistance)을 포함하는 전기 파라미터들의 지표를 결정하는 방법.
- 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방법은 각각의 시료 또는 태양전지 제조라인을 통과하는 시료들의 선정된 일부(fraction)에서 시료당 3초 이하의 전체 측정 시간으로 인라인(in-line) 수행되는 전기 파라미터들의 지표를 결정하는 방법.
- 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 태양전지 또는 전지 전구체는 전체적으로 공정이 진행된 실리콘 태양전지 또는 부분적으로 공정이 진행된 실리콘 웨이퍼인 전기 파라미터들의 지표를 결정하는 방법.
- 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 저강도 조명의 입사 광자 플럭스(flux)는 약 1017cm-2s-1 이하인 전기 파라미터들의 지표를 결정하는 방법.
- 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방법은 이미터(emitter) 형성 단계 후, 태양전지 제조라인에서 이용되는 전기 파라미터들의 지표를 결정하는 방법.
- 제16항에 있어서,
상기 방법은 상기 이미터 형성 단계에서 형성된 일부 인 유리층(phosphorus glass layer)을 제거하지 않고 수행되는 전기 파라미터들의 지표를 결정하는 방법.
- 제16항에 있어서,
상기 방법은 상기 태양전지 또는 태양전지 전구체의 적어도 뒷면으로부터 상기 이미터 형성 단계에서 제조된 일부 인 유리층의 제거 후에 수행되고,
상기 뒷면은 상기 이미터가 형성된 상기 표면의 반대편에 배치되는 전기 파라미터들의 지표를 결정하는 방법.
- 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방법은 상기 태양전지 또는 태양전지 전구체의 적어도 뒷면으로부터 자연 산화물층(native oxide layer)의 제거 후에 수행되고,
상기 뒷면은 상기 이미터가 형성된 상기 표면의 반대편에 배치되는 전기 파라미터들의 지표를 결정하는 방법.
- 제16항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방법은 에지 격리(edge isolation) 단계 후, 태양전지 제조라인에서 이용되는 전기 파라미터들의 지표를 결정하는 방법.
- 제20항에 있어서,
상기 에지 격리 단계는 플라즈마 에지 격리(plasma edge isolation), 레이저 에지 격리(laser edge isolation) 또는 유동 에지 격리(floating edge isolation)를 포함하는 전기 파라미터들의 지표를 결정하는 방법.
- 제16항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방법은 유동 에지 격리 단계 동안, 태양전지 제조라인에서 이용되고,
상기 유동 에지 격리 단계에서 이용된 에칭액은 전기 전도성인 전기 파라미터들의 지표를 결정하는 방법.
- 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방법은 태양전지 또는 태양전지 전구체의 표면을 가로질러 공간적 분석 방법(spatially resolved manner)에서 이용되는 전기 파라미터들의 지표를 결정하는 방법.
- 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 저강도 조명은 3초 이하의 지속시간을 갖는 조명 펄스(illumination pulse)인 전기 파라미터들의 지표를 결정하는 방법.
- 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 (c) 단계는 상기 태양전지 또는 태양전지 전구체의 임플라이드(implied) I-V 곡선을 구성하는 단계를 더 포함하는 전기 파라미터들의 지표를 결정하는 방법.
- 제1항에 있어서,
다중의 다른 저강도 조명은 상기 태양전지 또는 태양전지 전구체의 상응하는 임플라이드 IV 곡선을 작성하도록 반복적인 방법으로 이용되는 전기 파라미터들의 지표를 결정하는 방법.
- 제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방법은
(d) 태양전지 또는 실리콘 웨이퍼의 상기 제조 시 품질 제어, 공정 제어 또는 공정 모니터링을 하기 위한 상기 적절한 전기 파라미터들의 상기 지표를 이용하는 단계
를 더 포함하는 전기 파라미터들의 지표를 결정하는 방법.
- 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방법은 태양전지 제조공정의 공정 상에서 인라인 수행되고,
상기 감지된 포토루미네선스의 레벨은 상기 태양전지 또는 태양전지 전구체를 퀄러티 빈(quality bin)으로 분류하는데 사용되는 전기 파라미터들의 지표를 결정하는 방법.
- 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항의 방법을 수행하는 시스템.
- 태양전지 물질의 특성을 측정하는 방법에 있어서,
(a) 상기 태양 전지 물질로부터 포토루미네선스를 생성하기 위하여 1 Sun보다 낮거나 동일한 강도를 갖는 조명으로 상기 태양전지 물질을 비추는 단계;
(b) 상기 포토루미네선스에서 그 결과에 따른 모둘레이션(modulation)를 생성하기 위하여 조명의 수준을 조절하거나 선정된 모둘레이션으로 상기 태양전지 물질을 전기적으로 조절하는 단계;
(c) 상기 포토루미네선스를 감지하는 단계; 및
(d) 상기 선정된 모둘레이션를 기반으로 상기 감지된 포토루미네선스를 필터링하는 단계
를 포함하는 태양전지 물질의 특성을 측정하는 방법．
- 제30항에 있어서,
상기 선정된 모둘레이션은 선정된 주파수에서의 모둘레이션을 포함하고,
상기 필터링하는 (d) 단계는 상기 감지된 포토루미네선스와 관련된 노이즈를 필터링하기 위하여 상기 미리 정해진 주파수에서 록인 기술(lock-in techniques）을 이용하는 태양전지 물질의 특성을 측정하는 방법．
- 제30항 또는 제31항의 방법을 수행하는 시스템.
- 태양전지 제조라인에서 에지 격리 공정을 모니터링하는 방법에 있어서,
(a) 상기 에지 격리 단계 전에 태양전지 전구체에 조명을 비추는 단계;
(b) 제1 포토루미네선스 레벨을 획득하기 위하여, 상기 조명의 결과로서 상기 태양전지 전구체로부터 방출된 포토루미네선스를 감지하는 단계;
(c) 제2 포토루미네선스 레벨을 획득하기 위하여, 상기 에지 격리 공정 후에 상기 (a) 단계 및 상기 (b) 단계를 반복하는 단계; 및
(d) 상기 에지 격리 공정의 유효성을 측정하기 위하여 상기 제1 포토루미네선스 레벨 및 상기 제2 포토루미네선스 레벨을 비교하는 단계
를 포함하는 에지 격리 공정을 모니터링하는 방법．
- 태양전지 제조라인에서 에지 격리 공정을 모니터링하는 방법에 있어서,
(a) 상기 에지 격리 공정 후에 태양전지 또는 태양전지 전구체에 조명을 비추는 단계;
(b) 상기 조명의 결과로 상기 태양전지 또는 태양전지 전구체로부터 방출된 상기 포토루미네선스의 이미지를 획득하는 단계; 및
(c) 상기 에지 격리 공정의 효율성을 측정하기 위하여 상기 태양전지 또는 태양전지 전구체의 주변부(peripheral portion)로부터 방출되는 포토루미네선스의 상대적인 강도를 분석하는 단계
를 포함하는 에지 격리 공정을 모니터링하는 방법．
- 제34항에 있어서,
상기 방법은
(d) 상기 에지 격리 단계 전에 획득된 상응하는 포토루미네선스 이미지와 상기 이미지를 비교하는 단계
를 더 포함하는 에지 격리 공정을 모니터링하는 방법.
- 태양전지 제조라인에서 에지 격리 공정의 경과를 모니터링하는 방법에 있어서,
(a) 상기 에지 격리 공정에서 처음으로 태양전지 전구체에 조명을 비추는 단계;
(b) 제1 포토루미네선스 레벨을 획득하기 위하여, 상기 조명의 결과로서 상기 태양전지 전구체로부터 방출된 포토루미네선스를 감지하는 단계;
(c) 제2 포토루미네선스 레벨을 획득하기 위하여, 상기 에지 격리 공정 에서 상기 태양전지 전구체에 대하여 상기 (a) 단계 및 상기 (b) 단계를 두번째 또는 그 이상 반복하는 단계; 및
(d) 상기 제1 포토루미네선스 레벨 및 상기 제2 포토루미네선스 레벨을 비교하는 단계
를 포함하는 에지 격리 공정의 경과를 모니터링하는 방법.
- 제36항에 있어서,
상기 (a) 단계는 상기 에지 격리 공정의 개시 전에 수행되는 에지 격리 공정의 경과를 모니터링하는 방법.
- 제33항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조명은 1 Sun 보다 낮거나 동일한 강도를 갖는 에지 격리 공정의 경과를 모니터링하는 방법.
- 제33항 내지 제38항 중 어느 한 항의 방법을 수행하는 시스템.
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