KR20120002885A - System for inspecting thin film solar cell and method of inspecting thin film solar cell using the same - Google Patents

System for inspecting thin film solar cell and method of inspecting thin film solar cell using the same Download PDF

Info

Publication number
KR20120002885A
KR20120002885A KR1020100063622A KR20100063622A KR20120002885A KR 20120002885 A KR20120002885 A KR 20120002885A KR 1020100063622 A KR1020100063622 A KR 1020100063622A KR 20100063622 A KR20100063622 A KR 20100063622A KR 20120002885 A KR20120002885 A KR 20120002885A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
thin film
solar cell
film solar
module
shadow mask
Prior art date
Application number
KR1020100063622A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이정우
김정열
김해열
김영준
임광영
김동주
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지디스플레이 주식회사 filed Critical 엘지디스플레이 주식회사
Priority to KR1020100063622A priority Critical patent/KR20120002885A/en
Publication of KR20120002885A publication Critical patent/KR20120002885A/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S50/00Monitoring or testing of PV systems, e.g. load balancing or fault identification
    • H02S50/10Testing of PV devices, e.g. of PV modules or single PV cells
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/0445PV modules or arrays of single PV cells including thin film solar cells, e.g. single thin film a-Si, CIS or CdTe solar cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/05Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells
    • H01L31/0504Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/12Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto
    • H01L31/16Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto the semiconductor device sensitive to radiation being controlled by the light source or sources
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE: A thin film solar cell check system and a method for inspecting a thin film solar cell using the same are provided to improve yield by estimating and analyzing the cause of a failure and utilizing repair technology. CONSTITUTION: A thin film solar cell(115) module is loaded in a table(130). A light source(150) irradiates sunlight of 100mW/cm^2 to the surface of the thin film solar cell module. A shadow mask(170) regionally covers the thin film solar cell module by successively scanning the surface of the thin film solar cell module to perpendicularity and horizontal directions. A measuring instrument(160) measures an output according to the shadow mask and the scan of the shadow mask.

Description

박막 태양전지 검사 시스템 및 이를 이용한 박막 태양전지의 검사방법{SYSTEM FOR INSPECTING THIN FILM SOLAR CELL AND METHOD OF INSPECTING THIN FILM SOLAR CELL USING THE SAME}Thin film solar cell inspection system and inspection method of thin film solar cell using same {SYSTEM FOR INSPECTING THIN FILM SOLAR CELL AND METHOD OF INSPECTING THIN FILM SOLAR CELL USING THE SAME}

본 발명은 박막 태양전지 검사 시스템 및 이를 이용한 박막 태양전지의 검사방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수 단(段)의 띠(string) 모양의 단위 셀을 직렬로 접속하는 모듈 구조의 박막 태양전지에 있어서 모듈 내의 셀 단위나 국지적인 출력 측정을 가능하게 하는 박막 태양전지 검사 시스템 및 이를 이용한 박막 태양전지의 검사방법에 관한 것이다.The present invention relates to a thin film solar cell inspection system and a method for inspecting a thin film solar cell using the same, and more particularly, a thin film solar cell having a modular structure in which a plurality of string unit cells are connected in series. In the present invention, the present invention relates to a thin film solar cell inspection system that enables measurement of cell units or local power in a module, and a thin film solar cell inspection method using the same.

일반적으로 태양전지(solar cell)는 태양광 에너지를 전기 에너지로 변화시키는 소자로서, p형 반도체와 n형 반도체의 접합(junction) 형태를 가지며 기본 구조는 다이오드(diode)와 동일하다.In general, a solar cell is a device for converting solar energy into electrical energy, and has a junction form of a p-type semiconductor and an n-type semiconductor, and the basic structure is the same as a diode.

이러한 태양전지의 동작 원리를 설명하면 다음과 같다.The operation principle of such a solar cell is as follows.

대부분 태양전지는 대면적의 pn 접합 다이오드로 이루어져 있으며, 광전 에너지 변환(photovoltaic energy conversion)을 위해 태양전지가 기본적으로 갖춰야하는 조건은 p형 반도체 영역은 작은 전자밀도(electron density)와 큰 정공밀도(hole density)를 가지고 n형 반도체 영역은 큰 전자밀도와 작은 정공밀도를 가짐으로써, 반도체 구조 내에서 전자들이 비대칭적으로 존재해야 한다는 것이다. 따라서, 열적 평행 상태에서 p형 반도체와 n형 반도체의 접합으로 이루어진 다이오드에서는 캐리어(carrier)의 농도 구배에 의한 확산으로 전하(charge)의 불균형이 생기고, 이로 인해 전기장(electric field)이 형성되어 더 이상 캐리어의 확산이 일어나지 않게 된다. 이와 같은 다이오드에 그 물질의 전도대(conduction band)와 가전자대(valence band) 사이의 에너지 차이인 밴드 갭 에너지(band gap energy) 이상의 빛을 가했을 경우에 빛 에너지를 받은 전자들은 가전자대에서 전도대로 여기(excite)된다. 이때, 전도대로 여기된 전자들은 자유롭게 이동할 수 있게 되며, 가전자대에는 전자들이 빠져나간 자리에 정공이 생성된다. 이것을 과잉(excess) 캐리어라고 하며 상기 과잉 캐리어는 전도대 또는 가전자대 내에서 농도 차이에 의해 확산하게 된다. 이때, p형 반도체에서 여기된 전자들과 n형 반도체에서 만들어진 정공은 각각 소수 캐리어(minority carrier)라고 칭하며, 기존 접합 전의 p형 반도체 또는 n형 반도체 내의 캐리어(즉, p형 반도체의 정공 및 n형 반도체의 전자)는 소수 캐리어와 구분하여 다수 캐리어(majority carrier)라고 칭한다.Most solar cells are composed of large-area pn junction diodes, and the basic condition for solar cells for photovoltaic energy conversion is that the p-type semiconductor region has a small electron density and a large hole density ( n-type semiconductor region has a large electron density and a small hole density, the electrons must be asymmetrically present in the semiconductor structure. Therefore, in the thermal parallel state, a diode formed of a junction of a p-type semiconductor and an n-type semiconductor causes an imbalance of charge due to diffusion due to a concentration gradient of carriers, thereby forming an electric field. No abnormal carrier diffusion occurs. When such a diode is applied with light above the band gap energy, which is the energy difference between the conduction band and the valence band of the material, the electrons subjected to light energy are excited by the conduction band in the valence band. (excite) At this time, the electrons excited by the conduction band can move freely, and holes are generated in the valence band where electrons escape. This is called an excess carrier, and the excess carrier diffuses due to the difference in concentration in the conduction band or the valence band. At this time, electrons excited in the p-type semiconductor and holes made in the n-type semiconductor are called minority carriers, respectively, and carriers in the p-type semiconductor or the n-type semiconductor before bonding (that is, holes of the p-type semiconductor and n The electrons of the type semiconductors are called majority carriers separately from minority carriers.

상기 다수 캐리어들은 전기장으로 생긴 에너지 장벽(energy barrier) 때문에 흐름의 방해를 받지만 p형 반도체의 소수 캐리어인 전자는 n형 반도체 쪽으로 각각 이동할 수 있다. 상기 소수 캐리어의 확산에 의해 pn 접합 다이오드 내부에 전압 차(potential drop)가 생기게 되며, 상기 pn 접합 다이오드의 양극단에 발생된 기전력을 외부 회로에 연결하면 태양전지로서 작용하게 된다.The majority carriers are interrupted by flow due to an energy barrier created by an electric field, but electrons, which are minority carriers of the p-type semiconductor, may move toward the n-type semiconductor, respectively. The diffusion of the minority carriers causes a potential drop inside the pn junction diode, and when the electromotive force generated at the anode terminal of the pn junction diode is connected to an external circuit, it acts as a solar cell.

상기와 같은 태양전지는 이에 사용되는 재료에 따라 크게 실리콘 계, 화합물 계, 유기물 계로 분류될 수 있다.Such solar cells may be largely classified into silicon based compounds, compound based organic materials, and the like based on materials used therein.

그리고, 실리콘 계 태양전지는 반도체의 상(phase)에 따라 세부적으로 단결정(single crystalline) 실리콘, 다결정(polycrystalline) 실리콘, 비정질(amorphous) 실리콘 태양전지로 분류된다.In addition, silicon-based solar cells are classified into single crystalline silicon, polycrystalline silicon, and amorphous silicon solar cells according to the phase of a semiconductor.

또한, 태양전지는 반도체의 두께에 따라 벌크(bulk)형 태양전지와 박막 태양전지로 분류되는데, 박막 태양전지는 반도체층의 두께가 수㎛ ~ 수십㎛ 정도의 태양전지이다.In addition, the solar cell is classified into a bulk solar cell and a thin film solar cell according to the thickness of the semiconductor, the thin film solar cell is a solar cell having a thickness of the semiconductor layer of several ㎛ ~ several tens of ㎛.

이와 같이 여러 종류의 태양전지 중에서 에너지 변환효율이 높고 제조 비용이 상대적으로 저렴한 벌크형 실리콘 태양전지가 주로 지상 전력용으로 폭넓게 활용되고 있다.As such, bulk silicon solar cells having high energy conversion efficiency and relatively low manufacturing cost are widely used for ground power.

그러나, 최근에는 벌크형 실리콘 태양전지의 수요가 급증함에 따라 원료의 부족 현상으로 가격이 상승하려는 추세에 있다.However, in recent years, as the demand for bulk silicon solar cells has soared, the price is on the rise due to the shortage of raw materials.

이에 대규모 지상 전력용 태양전지의 저가화 및 양산화 기술 개발을 위해서는 실리콘 원료를 현재의 수 100분의 1로 절감할 수 있는 박막 태양전지의 개발이 절실히 요구되고 있다.Therefore, in order to develop a low cost and mass production technology for large-scale ground power solar cells, development of thin film solar cells that can reduce silicon raw materials to one hundredth of the present is urgently required.

박막 태양전지는 벌크형 태양전지에 비해 대면적화가 용이하다는 장점이 있으며, 이와 반대로 수광면 측의 투명전극의 저항 때문에 에너지 변환효율은 면적이 커질수록 감소하는 단점이 있다.The thin film solar cell has an advantage that it is easier to make a large area than a bulk solar cell. On the contrary, the energy conversion efficiency decreases as the area becomes larger due to the resistance of the transparent electrode on the light receiving surface side.

이러한 문제를 해결하기 위해 개발된 것이 모듈 구조의 박막 태양전지이다. 이 구조는 투명전극이 띠 모양으로 복수로 분할되고, 그 위에 형성된 작은 단위 셀들이 서로 직렬로 연결된 구조로 되어 있기 때문에 투명전극의 저항에 의한 전력손실을 작게 할 수가 있다. 또한, 대면적으로 제작할 경우에도 변환효율의 저하를 줄일 수 있다.To solve this problem, a module thin film solar cell has been developed. This structure has a structure in which the transparent electrode is divided into a plurality of bands and the small unit cells formed thereon are connected in series to each other, thereby reducing the power loss due to the resistance of the transparent electrode. In addition, even when producing a large area, it is possible to reduce the decrease in conversion efficiency.

이하, 도면을 참조하여 일반적인 박막 태양전지에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a general thin film solar cell will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 일반적인 박막 태양전지의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도로써, 모듈 구조의 박막 태양전지의 일부를 나타내고 있다.1 is a cross-sectional view schematically showing a structure of a general thin film solar cell, and shows a part of a thin film solar cell having a module structure.

도면에 도시된 바와 같이, 일반적인 박막 태양전지(15)는 직렬 연결된 다수의 단위 셀로 이루어지는데, 각각의 단위 셀은 기판(10), 상기 기판(10) 위에 형성된 투명전극(12), 상기 투명전극(12) 위에 형성되고 비정질 실리콘으로 이루어진 반도체층(13) 및 상기 반도체층(13) 위에 형성된 금속전극(14)으로 구성된다.As shown in the figure, a general thin film solar cell 15 is composed of a plurality of unit cells connected in series, each unit cell is a substrate 10, a transparent electrode 12 formed on the substrate 10, the transparent electrode A semiconductor layer 13 formed on (12) and made of amorphous silicon and a metal electrode 14 formed on the semiconductor layer 13.

상기 투명전극(12)은 외부로부터 기판(10)을 통해 입사된 태양광의 투과를 위하여 투명한 전도성 산화물(Transparent Conductive Oxide; TCO)을 재료로 하여 형성된다.The transparent electrode 12 is formed of a transparent conductive oxide (TCO) as a material for the transmission of sunlight incident through the substrate 10 from the outside.

상기 반도체층(13)은 상기 투명전극(12) 위에 형성된 p형 실리콘층과 상기 p형 실리콘층 위에 형성된 진성(intrinsic) 실리콘층 및 상기 진성 실리콘층 위에 형성된 n형 실리콘층을 포함한 pin구조를 가진다.The semiconductor layer 13 has a pin structure including a p-type silicon layer formed on the transparent electrode 12, an intrinsic silicon layer formed on the p-type silicon layer, and an n-type silicon layer formed on the intrinsic silicon layer. .

상기와 같이 구성되는 박막 태양전지(15)의 공정순서를 살펴보면 투명전극 형성용 박막, 반도체층 형성용 박막 및 금속전극 형성용 박막을 증착한 후 각각 레이저 스크라이빙(scribing)에 의한 투명전극(12), 반도체층(13) 및 금속전극(14)의 패터닝 공정이 이루어진다. 참고로, 도면부호 H3은 상기 금속전극(14)의 패터닝을 위한 레이저 스크라이빙에 의해 형성된 슬롯(slot)을 나타낸다.Referring to the process sequence of the thin film solar cell 15 configured as described above, the transparent electrode forming thin film, the semiconductor layer forming thin film and the metal electrode forming thin film are deposited, and then the transparent electrode by laser scribing (scribing), respectively. 12), the patterning process of the semiconductor layer 13 and the metal electrode 14 is performed. For reference, reference numeral H3 denotes a slot formed by laser scribing for patterning the metal electrode 14.

여기서, 상기 박막 태양전지(15)의 모듈은 제조공정에서 셀 패터닝을 통해 셀들이 구분되며, 셀 제조공정 자체가 모듈 구조로 이루어지고 있으므로 각 셀의 개별 측정 또는 불량 영역의 분석이 불가능한 실정이다.Here, the modules of the thin film solar cell 15 are divided into cells through cell patterning in a manufacturing process, and since the cell manufacturing process itself has a module structure, individual measurement of each cell or analysis of defective areas is impossible.

도 2는 일반적인 박막 태양전지의 검사방법을 개략적으로 나타내는 도면이다.2 is a view schematically showing a method for inspecting a general thin film solar cell.

도 2를 참조하면, 기존의 박막 태양전지(15)는 일반적으로 계측 장비(60)를 통해 전체 모듈의 출력량 또는 모듈 효율을 측정하여 불량 여부를 판단하고 있다. 일반적으로 박막 태양전지(15) 모듈은 제작공정이 완료된 후에 인공태양광조사기(solar simulator)(50)로 효율을 보거나 모듈의 출력치를 정의하여 평가된다. 하지만 모듈 내의 셀 단위 측정이나 국지적인 측정이 불가하여 모듈 내에 출력 분포 또는 불량 위치에 대한 평가가 이루어지기 힘들다. 그 결과, 셀 효율도 전체 면적에 대한 평균만 확인할 수밖에 없어 불량의 사전 검출 및 대응이 불가능 한 실정이다.Referring to FIG. 2, the conventional thin film solar cell 15 generally measures the output quantity or module efficiency of the entire module through the measurement equipment 60 to determine whether there is a defect. In general, the thin film solar cell module 15 is evaluated by looking at the efficiency of the artificial solar irradiator (solar simulator) 50 after the manufacturing process is completed or by defining the output value of the module. However, cell-wide or local measurements within the module are not possible, making it difficult to evaluate the distribution of outputs or the location of faults within the module. As a result, the cell efficiency can not only check the average of the entire area, it is impossible to detect and cope with defects in advance.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 모듈 구조의 박막 태양전지에 있어서 모듈 내의 셀 단위나 국지적인 출력 측정을 가능하게 하는 한편, 불량 또는 출력 저하 영역을 사전에 파악할 수 있는 박막 태양전지 검사 시스템 및 이를 이용한 박막 태양전지의 검사방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and in the thin film solar cell of the module structure, it is possible to measure the cell unit or the local power in the module, and inspect the thin film solar cell which can grasp the defective or reduced output area in advance. The present invention provides a method for inspecting a thin film solar cell using the system and the same.

본 발명의 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명의 구성 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.Other objects and features of the present invention will be described in the configuration and claims of the invention described below.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 박막 태양전지 검사 시스템은 박막 태양전지 모듈을 로딩하는 테이블; 상기 박막 태양전지 모듈 표면에 광을 조사하는 광원; 상기 박막 태양전지 모듈 표면을 수직, 수평한 방향으로 순차적으로 스캔하여 상기 박막 태양전지 모듈을 국지적으로 가리는 섀도우 마스크; 및 상기 섀도우 마스크의 스캔에 따라 셀 단위 또는 국지적으로 그 출력을 측정하여 분석하는 계측 장비를 포함한다.In order to achieve the above object, the thin film solar cell inspection system of the present invention includes a table for loading a thin film solar cell module; A light source irradiating light onto the surface of the thin film solar cell module; A shadow mask that sequentially scans the surface of the thin film solar cell module in a vertical and horizontal direction to cover the thin film solar cell module locally; And metrology equipment that measures and analyzes its output on a cell-by-cell basis or locally according to the scan of the shadow mask.

본 발명의 박막 태양전지의 검사방법은 직렬로 연결된 다수의 단위 셀로 이루어진 박막 태양전지 모듈을 제조하는 단계; 상기 박막 태양전지 모듈을 상부에 상기 박막 태양전지 모듈 표면에 광을 조사하기 위한 광원이 구비된 테이블 위에 로딩하는 단계; 제 1 섀도우 마스크를 이용하여 상기 박막 태양전지 모듈 표면을 수직한 방향으로 순차적으로 스캔하여 상기 박막 태양전지 모듈을 국지적으로 가리며 그 수직위치에 해당하는 출력을 측정하는 단계; 및 제 2 섀도우 마스크를 이용하여 상기 박막 태양전지 모듈 표면을 수평한 방향으로 순차적으로 스캔하여 상기 박막 태양전지 모듈을 국지적으로 가리며 그 수평위치에 해당하는 출력을 측정하는 단계를 포함한다.The inspection method of the thin film solar cell of the present invention comprises the steps of manufacturing a thin film solar cell module consisting of a plurality of unit cells connected in series; Loading the thin film solar cell module on a table provided with a light source for irradiating light onto a surface of the thin film solar cell module; Sequentially scanning a surface of the thin film solar cell module in a vertical direction using a first shadow mask to locally cover the thin film solar cell module and measure an output corresponding to the vertical position; And sequentially scanning the surface of the thin film solar cell module in a horizontal direction by using a second shadow mask to locally cover the thin film solar cell module and measure an output corresponding to the horizontal position.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 박막 태양전지 검사 시스템 및 이를 이용한 박막 태양전지의 검사방법은 모듈 내의 셀 단위나 국지적인 출력 측정을 함으로써 모듈 내의 출력 분포 및 불량 위치에 대한 분석을 진행할 수 있게 된다. 그 결과 불량 원인의 예측과 분석 및 결과를 통한 리페어(repair) 기술에 활용할 수 있어 수율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.As described above, the thin film solar cell inspection system according to the present invention and the thin film solar cell inspection method using the same can proceed to analyze the output distribution and the defective position in the module by measuring the cell unit or the local power in the module. . As a result, it can be used for repair technology through predicting, analyzing and analyzing the cause of defect, thereby providing an effect of improving the yield.

또한, 본 발명에 따른 박막 태양전지 검사 시스템 및 이를 이용한 박막 태양전지의 검사방법은 불량 모듈 제품의 감소를 통해 제조비용이 절감되는 효과를 제공한다.In addition, the thin film solar cell inspection system according to the present invention and the thin film solar cell inspection method using the same provides an effect of reducing the manufacturing cost through the reduction of defective module products.

도 1은 일반적인 박막 태양전지의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 2는 일반적인 박막 태양전지의 검사방법을 개략적으로 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 박막 태양전지의 검사 시스템을 개략적으로 나타내는 도면.
도 4a는 상기 도 3에 있어서, 섀도우 마스크의 크기를 결정하는 방법을 설명하기 위한 단면도.
도 4b는 섀도우 마스크의 크기 비율에 따른 표준화된 파워(normalized power)를 측정한 결과를 나타내는 그래프.
도 5a 및 도 5b는 섀도우 마스크의 형태에 따른 모듈 출력을 평가한 사례를 나타내는 도면.
도 6a 및 도 6b는 섀도우 마스크의 위치에 따른 모듈 출력을 평가한 사례를 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 박막 태양전지의 검사방법에 있어서, 제 1 측정방법을 예를 들어 설명하기 위한 평면도.
도 8은 상기 도 7에 도시된 제 1 측정방법에 의해 측정된 스캔 위치에 따른 표준화된 파워를 나타내는 그래프.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 실시예에 따른 박막 태양전지의 검사방법에 있어서, 제 2 측정방법을 예를 들어 설명하기 위한 평면도 및 단면도.
도 10은 상기 도 9a 및 도 9b에 도시된 제 2 측정방법에 의해 측정된 셀 번호에 따른 표준화된 파워를 나타내는 그래프.
1 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a typical thin film solar cell.
2 is a view schematically showing a method for inspecting a general thin film solar cell.
3 is a schematic view showing an inspection system of a thin film solar cell according to an embodiment of the present invention.
4A is a cross-sectional view for explaining a method of determining the size of a shadow mask in FIG. 3.
4B is a graph showing a result of measuring normalized power according to a size ratio of a shadow mask.
5A and 5B illustrate an example of evaluating module output according to the shape of a shadow mask.
6A and 6B show examples of evaluating module output according to the position of a shadow mask.
7 is a plan view for explaining a first measuring method in the method of inspecting a thin film solar cell according to an embodiment of the present invention.
8 is a graph showing normalized power according to a scan position measured by the first measuring method shown in FIG.
9A and 9B are a plan view and a sectional view for explaining, for example, a second measuring method in the method for inspecting a thin film solar cell according to an embodiment of the present invention.
10 is a graph showing normalized power according to cell number measured by the second measuring method shown in FIGS. 9A and 9B.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 박막 태양전지 검사 시스템 및 이를 이용한 박막 태양전지의 검사방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of a thin film solar cell inspection system and a thin film solar cell inspection method using the same according to the present invention with reference to the accompanying drawings in detail.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 박막 태양전지의 검사 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.3 is a view schematically showing an inspection system of a thin film solar cell according to an embodiment of the present invention.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 박막 태양전지의 검사 시스템(100)은 제작공정이 완료된 박막 태양전지(115) 모듈을 로딩하는 테이블(130), 상기 박막 태양전지(115) 모듈 표면에 100mW/cm2의 태양광(AM 1.5 기준)을 조사하는 광원(150), 상기 박막 태양전지(115) 모듈 표면을 상기 모듈의 셀 패터닝 방향을 기준으로 수직, 수평한 방향으로 순차적으로 스캔하여 상기 박막 태양전지(115) 모듈을 국지적으로 가리는 섀도우 마스크(170) 및 상기 섀도우 마스크(170)의 스캔에 따라 셀 단위 또는 국지적으로 그 출력을 측정하여 분석하는 계측 장비(160)를 포함한다.As shown in the figure, the inspection system 100 of the thin film solar cell according to an embodiment of the present invention is a table 130, the thin film solar cell 115 loading the module of the thin film solar cell 115 is completed manufacturing process The light source 150 irradiating 100 mW / cm 2 of sunlight (based on AM 1.5) to the module surface, and the thin film solar cell 115 module surface in a vertical and horizontal direction sequentially based on the cell patterning direction of the module. A shadow mask 170 that scans and covers the thin film solar cell 115 module locally, and measurement equipment 160 that measures and analyzes the output of the shadow mask 170 in units of cells or locally according to a scan of the shadow mask 170. .

상기 본 발명의 실시예에 따른 박막 태양전지의 검사 시스템(100)은 박막 태양전지(115) 모듈이 국지적으로 가려짐에 따라 출력 특성이 변하는 원리를 이용하게 되는데, 일정 크기의 섀도우 마스크(170)를 박막 태양전지(115) 모듈 표면에 순차적으로 스캔하며, 이때 각각의 전류-전압(I-V) 특성 및 출력을 측정하여 셀 단위나 국지적으로 불량 영역을 파악하게 된다.The inspection system 100 of the thin film solar cell according to the embodiment of the present invention uses the principle that the output characteristics are changed as the thin film solar cell module 115 is locally hidden. Is sequentially scanned on the surface of the thin film solar cell 115 module. At this time, each current-voltage (IV) characteristic and output are measured to identify a defective area in units of cells or locally.

참고로, 태양전지에서 효율은 태양전지에 입사된 태양에너지에 대해 생산된 전기에너지의 비로 나타낸다. 그 측정기준이 되는 광원은 100mW/cm2의 태양광으로써, 효율은 %로 표시하는 것이 보통이다.For reference, the efficiency in the solar cell is expressed as the ratio of the electrical energy produced to the solar energy incident on the solar cell. The light source serving as the measurement standard is sunlight of 100 mW / cm 2 , and the efficiency is usually expressed in%.

이때, 도면에는 자세히 도시하지 않았지만, 상기 박막 태양전지(115)는 직렬 연결된 다수의 단위 셀로 이루어지는데, 각각의 단위 셀은 기판, 상기 기판 위에 형성된 투명전극, 상기 투명전극 위에 형성되고, 예를 들어 비정질 실리콘으로 이루어진 반도체층 및 상기 반도체층 위에 형성된 금속전극으로 구성된다. 그리고, 상기 박막 태양전지(115)의 전기적인 단락 방지 및 보호를 위해 수지(resin)로 된 보호층이 상기 금속전극 위에 형성될 수 있다.At this time, although not shown in detail in the drawing, the thin film solar cell 115 is composed of a plurality of unit cells connected in series, each unit cell is formed on a substrate, a transparent electrode formed on the substrate, the transparent electrode, for example A semiconductor layer made of amorphous silicon and a metal electrode formed on the semiconductor layer. In addition, a protective layer made of a resin may be formed on the metal electrode in order to prevent and short-circuit the electrical protection of the thin film solar cell 115.

상기 투명전극은 외부로부터 기판을 통해 입사된 태양광의 투과를 위하여 투명한 전도성 산화물을 재료로 하여 형성될 수 있으며, 상기 반도체층은 상기 투명전극 위에 형성된 p형 실리콘층과 상기 p형 실리콘층 위에 형성된 진성 실리콘층 및 상기 진성 실리콘층 위에 형성된 n형 실리콘층을 포함한 pin구조를 가질 수 있다.The transparent electrode may be formed of a transparent conductive oxide as a material to transmit sunlight incident from the outside through the substrate, and the semiconductor layer may be formed on the p-type silicon layer and the p-type silicon layer. It may have a pin structure including a silicon layer and an n-type silicon layer formed on the intrinsic silicon layer.

이때, 상기 본 발명의 실시예에 따른 박막 태양전지(115)는 기판 위에 적층되는 투명전극, 반도체층 및 금속전극으로 이루어지는 복수 단의 띠 모양의 단위 셀을 직렬로 접속하는 모듈 구조를 가진다. 모듈의 전지들로의 분할은 다양한 이유들로 행해지는데, 주요한 이유는 결과적인 직렬 상호접속부가 감소된 전류(단일 전지의 전류와 동일한)로 고전압 출력을 제공하며 저전류가 그러한 전지들에서 사용되는 직렬의 상대적인 고저항 투과성(transparent) 전도체들의 효과를 감소시킨다는 것이다. 특히, 옴의 법칙에 의하여 전류의 감소는 직렬 저항들의 전력 손실을 감소시킨다.In this case, the thin film solar cell 115 according to the embodiment of the present invention has a module structure in which a plurality of band-shaped unit cells consisting of a transparent electrode, a semiconductor layer, and a metal electrode stacked on a substrate are connected in series. The division of the module into cells is done for a variety of reasons, the main reason being that the resulting series interconnect provides a high voltage output with reduced current (same as that of a single cell) and low current is used in such cells. It reduces the effect of the relative high resistance transparent conductors in series. In particular, by Ohm's law, the reduction of current reduces the power loss of the series resistors.

상기와 같이 구성되는 박막 태양전지(115)의 공정순서를 살펴보면 투명전극 형성용 박막, 반도체층 형성용 박막 및 금속전극 형성용 박막을 증착한 후 각각 레이저 스크라이빙(scribing)에 의한 투명전극, 반도체층 및 금속전극의 패터닝 공정이 이루어진다.Looking at the process sequence of the thin film solar cell 115 configured as described above, after depositing a thin film for forming a transparent electrode, a thin film for forming a semiconductor layer and a thin film for forming a metal electrode, the transparent electrode by laser scribing, respectively, The patterning process of the semiconductor layer and the metal electrode is performed.

이와 같은 제조공정을 통해 제작공정이 완료된 박막 태양전지(115) 모듈은 본 발명의 실시예에 따른 검사를 위해 소정의 테이블(130) 위에 로딩되며, 상기 테이블(130)은 로딩된 박막 태양전지(115) 모듈을 전후좌우 이동시키는 구동장치를 포함할 수 있다.The thin film solar cell module 115 having a manufacturing process completed through such a manufacturing process is loaded on a predetermined table 130 for inspection according to an embodiment of the present invention, and the table 130 is a loaded thin film solar cell ( 115) may include a driving device for moving the module back, front, left, and right.

이때, 상기 섀도우 마스크(170)의 크기, 즉 폭은 전체 모듈에서 1개 셀이 완전히 가려질 경우 출력 값이 0이 되기 때문에 셀 폭(cell width)의 10%~90%에 해당되게 설계할 수 있다.In this case, the size, that is, the width of the shadow mask 170 can be designed to correspond to 10% ~ 90% of the cell width (cell width) because the output value is 0 when one cell is completely covered in the entire module have.

도 4a는 상기 도 3에 있어서, 섀도우 마스크의 크기를 결정하는 방법을 설명하기 위한 단면도이며, 도 4b는 섀도우 마스크의 크기 비율에 따른 표준화된 파워(normalized power)를 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.FIG. 4A is a cross-sectional view illustrating a method of determining the size of a shadow mask in FIG. 3, and FIG. 4B is a graph showing a result of measuring normalized power according to a size ratio of a shadow mask.

도 4a를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 박막 태양전지(115)는 다수개의 단위 셀(120)이 직렬로 연결된 모듈 구조를 이루며, 상기 셀(120) 표면을 섀도우 마스크(170)가 상기 모듈의 셀(120) 패터닝 방향을 기준으로 수직, 수평한 방향으로 순차적으로 스캔하여 상기 박막 태양전지(115) 모듈을 국지적으로 가리게 된다.Referring to FIG. 4A, the thin film solar cell 115 according to the embodiment of the present invention has a module structure in which a plurality of unit cells 120 are connected in series, and a shadow mask 170 is formed on the surface of the cell 120. The thin film solar cell 115 module is locally covered by sequentially scanning in a vertical and horizontal direction based on the cell 120 patterning direction of the module.

이때, 상기 1개의 단위 셀(120)의 폭을 B라고 할 때 상기 섀도우 마스크(170)의 폭(A)은 도 4b를 참조하면, 0.1B ~ 0.9B의 크기로 설계할 수 있다. 즉, 마스크 크기 비율이 0에서 1로 감소함에 따라 표준화된 파워는 거의 선형적으로 감소하고, 마스크 크기 비율이 1인 경우(섀도우 마스크(170)의 폭(A)이 단위 셀(120)의 폭(B)과 같은 경우)는 상기 섀도우 마스크(170)에 의해 전체 모듈에서 1개의 단위 셀(120)이 완전히 가려지게 되며, 이 경우 출력 값이 0에 가까워지는 것을 알 수 있다.In this case, when the width of one unit cell 120 is referred to as B, the width A of the shadow mask 170 may be designed in a size of 0.1B to 0.9B. That is, as the mask size ratio decreases from 0 to 1, the normalized power decreases almost linearly, and when the mask size ratio is 1 (the width A of the shadow mask 170 is the width of the unit cell 120). In the case of (B)), one unit cell 120 is completely covered by the shadow mask 170 in the entire module. In this case, it can be seen that the output value approaches zero.

여기서, 상기 마스크 크기 비율은 셀(120)의 폭(B)에 대한 섀도우 마스크(170)의 폭(A)의 비를 의미한다.Here, the mask size ratio means a ratio of the width A of the shadow mask 170 to the width B of the cell 120.

도 5a 및 도 5b는 섀도우 마스크의 형태에 따른 모듈 출력을 평가한 사례를 나타내는 도면이다.5A and 5B illustrate an example of evaluating module output according to a shape of a shadow mask.

도 5a를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제 1, 제 2 섀도우 마스크(170a, 170b)는 박막 태양전지(115) 모듈 표면을 상기 모듈의 셀 패터닝 방향(예를 들어, 도 5a의 좌우방향)을 기준으로 수직한 방향(이 경우 도 5a의 상하방향) 및 수평한 방향(이 경우 도 5a의 좌우방향)으로 순차적으로 스캔하여 상기 박막 태양전지(115) 모듈을 국지적으로 가리게 된다.Referring to FIG. 5A, the first and second shadow masks 170a and 170b according to the embodiment of the present invention may move the surface of the thin film solar cell 115 module toward the cell patterning direction of the module (eg, left and right in FIG. 5A). Direction) to sequentially scan in the vertical direction (in this case, the up and down direction of FIG. 5A) and the horizontal direction (in this case, the left and right direction of FIG. 5A) to cover the thin film solar cell 115 module locally.

이때, 상기 제 1, 제 2 섀도우 마스크(170a, 170b)의 면적 비율에 따라 측정된 최대파워는 도 5b를 참조하면, 상기 제 1 섀도우 마스크(170a)를 수직한 방향으로 순차적으로 스캔하는 경우 마스크의 면적 비율이 증가함에 따라 거의 선형적으로 최대파워가 감소하는 것을 알 수 있다.In this case, the maximum power measured according to the area ratio of the first and second shadow masks 170a and 170b is shown in FIG. 5B when the first shadow mask 170a is sequentially scanned in a vertical direction. It can be seen that the maximum power decreases almost linearly as the area ratio increases.

또한, 상기 제 2 섀도우 마스크(170b)를 수평한 방향으로 순차적으로 스캔하는 경우 마스크의 면적 비율이 증가함에 따라 최대파워가 상기 수직한 방향의 경우에 비해 급격하게 감소하는 것을 알 수 있다. 이는 본 발명의 실시예에 따른 박막 태양전지(115)가 복수 단의 띠 모양의 단위 셀들이 직렬로 연결된 모듈 구조이기 때문이며, 상기 제 2 섀도우 마스크(170b)가 단위 셀을 가리는 면적이 10%이상만 되더라도 출력이 급격하게 감소하게 된다.In addition, when the second shadow mask 170b is sequentially scanned in the horizontal direction, it can be seen that as the area ratio of the mask increases, the maximum power decreases drastically compared to the case of the vertical direction. This is because the thin film solar cell 115 according to the embodiment of the present invention has a module structure in which a plurality of strip-shaped unit cells are connected in series, and the area of the second shadow mask 170b covering the unit cells is 10% or more. Even if it does, the output will be drastically reduced.

참고로, 도 6a 및 도 6b는 섀도우 마스크 위치에 따른 모듈 출력을 평가한 사례를 나타내는 도면으로써, 섀도우 마스크를 박막 태양전지의 상부, 중앙부 및 하부에 위치할 경우의 각각의 전류-전압(I-V) 특성을 나타내고 있다.For reference, FIGS. 6A and 6B are diagrams illustrating examples of evaluating module output according to shadow mask positions, and each current-voltage (IV) when the shadow mask is positioned on the top, center, and bottom of the thin film solar cell. The characteristics are shown.

도 6a 및 도 6b를 참조하면, 제 1 섀도우 마스크(170a)를 수직한 방향으로 스캔하는 경우에 제 1 섀도우 마스크(170a)가 박막 태양전지(115)의 상부(M1), 중앙부(M2) 및 하부(M3)의 어느 위치에 있더라도 모듈 출력에 차이가 없음을 알 수 있다.6A and 6B, when the first shadow mask 170a is scanned in a vertical direction, the first shadow mask 170a is formed on the upper portion M1, the center portion M2, and the thin film solar cell 115. It can be seen that there is no difference in the module output at any position of the lower M3.

이때, 어느 위치(M1 ~M3)에서든지 모듈 출력의 변화가 발생하는 경우에는 그 위치(M1 ~M3)에 있어 셀 단위나 국지적인 불량이 있음을 알 수 있게 된다.At this time, when a change in the module output occurs in any of the positions (M1 to M3), it can be seen that there is a cell unit or a local defect in the positions (M1 to M3).

이와 같은 모듈 출력 평가를 바탕으로 섀도우 마스크를 사용하여 모듈의 셀 패터닝 방향을 기준으로 수직하게 스캔하며 측정하고, 수평한 방향으로 스캔하여 각각의 셀들을 가려서 측정한다. 이때의 결과들을 취합하여 각각의 I-V 차이 특히 Jsc의 차이를 구분하여 셀 단위나 국지적으로 불량 또는 출력 저하 영역을 파악하게 된다.Based on the module output evaluation, a shadow mask is used to scan and measure vertically based on the cell patterning direction of the module, and to scan each cell by scanning in a horizontal direction. The results are collected to identify each I-V difference, in particular the difference between Jsc, to identify areas of failure or output degradation on a cell basis or locally.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 박막 태양전지의 검사방법에 있어서, 제 1 측정방법을 예를 들어 설명하기 위한 평면도이며, 도 8은 상기 도 7에 도시된 제 1 측정방법에 의해 측정된 스캔 위치에 따른 표준화된 파워를 나타내는 그래프이다.FIG. 7 is a plan view illustrating an example of a first measuring method in the method of inspecting a thin film solar cell according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 8 is measured by the first measuring method shown in FIG. 7. It is a graph showing normalized power according to scan position.

도 7에 도시된 바와 같이, 박막 태양전지(115) 상부에 상기 박막 태양전지(115) 모듈을 국지적으로 가리는 제 1 섀도우 마스크(170a)를 위치시킨 후, 상기 박막 태양전지(115) 모듈 표면을 상기 모듈의 셀 패터닝 방향을 기준으로 수직한 방향으로 순차적으로 스캔하여 상기 박막 태양전지(115) 모듈을 국지적으로 가리며 그 수직위치에 해당하는 출력을 측정하게 된다.As shown in FIG. 7, after placing the first shadow mask 170a that locally covers the thin film solar cell 115 module on the thin film solar cell 115, the surface of the thin film solar cell 115 module is positioned. By sequentially scanning in a vertical direction with respect to the cell patterning direction of the module, the thin film solar cell 115 is locally covered and the output corresponding to the vertical position is measured.

이때, 상기 출력 또는 효율 측정은 일반적인 측정 방법으로 AM 1.5에 준하는 광 강도에서 진행될 수 있다.In this case, the output or efficiency measurement may be performed at a light intensity corresponding to AM 1.5 as a general measurement method.

그리고, 상기 제 1 섀도우 마스크(170a)는 크기에 제한이 없으나, 모듈 내의 1개의 단위 셀 폭에 대해 10% ~ 90%의 크기를 가질 수 있다.The first shadow mask 170a is not limited in size, but may have a size of 10% to 90% with respect to one unit cell width in the module.

이와 같은 제 1 측정결과 전류 또는 효율의 차이가 발생하는 영역이 검출되는 경우 그 영역 내, 즉 전류 또는 효율의 차이가 발생할 때 제 1 섀도우 마스크(170a)가 위치하는 영역 내에 불량이 존재하는 것을 인지할 수 있게 된다. 예를 들어 상기 도 7과 같이 4번째 단위 셀의 a 위치에 불량(D)이 발생한 경우, 도 8과 같이 스캔 위치에 따른 표준화된 파워를 측정하게 되면 불량(D)이 발생한 a 위치에서 표준화된 파워가 변하는 것을 알 수 있다. 참고로, 표준화된 파워가 100%인 경우는 제 1 섀도우 마스크(170a)에 의해 박막 태양전지(115)가 가려지지 않았을 때의 파워를 의미한다.When a region where a difference in current or efficiency occurs as a result of the first measurement is detected, it is recognized that a defect exists in the region, that is, in a region where the first shadow mask 170a is located when a difference in current or efficiency occurs. You can do it. For example, when a defect (D) occurs in the a position of the fourth unit cell as shown in FIG. 7, when the normalized power according to the scan position is measured as shown in FIG. You can see that the power changes. For reference, when the standardized power is 100%, it means power when the thin film solar cell 115 is not covered by the first shadow mask 170a.

도 9a 및 도 9b는 본 발명의 실시예에 따른 박막 태양전지의 검사방법에 있어서, 제 2 측정방법을 예를 들어 설명하기 위한 평면도 및 단면도이다.9A and 9B are plan views and cross-sectional views for illustrating a second measuring method by way of example in the method for inspecting a thin film solar cell according to an embodiment of the present invention.

또한, 도 10은 상기 도 9a 및 도 9b에 도시된 제 2 측정방법에 의해 측정된 셀 번호에 따른 표준화된 파워를 나타내는 그래프이다.10 is a graph showing normalized power according to the cell number measured by the second measuring method shown in FIGS. 9A and 9B.

전술한 제 1 측정방법에 의해 수직한 방향으로 박막 태양전지의 출력을 순차적으로 측정하여 수직한 위치에 대한 불량 영역(예를 들어, a 위치)을 파악한 후, 상기 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 제 2 섀도우 마스크(170b)를 이용하여 상기 박막 태양전지(115) 모듈 표면을 상기 모듈의 셀 패터닝 방향을 기준으로 수평한 방향으로 순차적으로 스캔하여 상기 박막 태양전지(115) 모듈을 국지적으로 가리며 그 수평위치에 해당하는 출력을 측정하게 된다. 상기 제 2 측정방법의 경우에는 상기 제 2 섀도우 마스크(170b)가 각 셀(120)의 위치에 맞게 배치될 수 있다.By sequentially measuring the output of the thin film solar cell in the vertical direction by the above-described first measuring method to determine the defective area (for example, the a position) for the vertical position, shown in FIGS. 9A and 9B As described above, the surface of the thin film solar cell 115 module is sequentially scanned in a horizontal direction based on the cell patterning direction of the module by using a second shadow mask 170b to locally localize the thin film solar cell 115 module. And the output corresponding to the horizontal position is measured. In the case of the second measuring method, the second shadow mask 170b may be disposed to match the position of each cell 120.

이때, 상기 출력 또는 효율 측정은 일반적인 측정 방법으로 AM 1.5에 준하는 광 강도에서 진행될 수 있다.In this case, the output or efficiency measurement may be performed at a light intensity corresponding to AM 1.5 as a general measurement method.

그리고, 상기 제 2 섀도우 마스크(170b)는 단위 셀(120)의 폭보다 작은 크기를 가지며, 모듈 내의 1개의 단위 셀 폭에 대해 10% ~ 90%의 크기를 가질 수 있다.The second shadow mask 170b may have a size smaller than the width of the unit cell 120 and may have a size of 10% to 90% of the width of one unit cell in the module.

이와 같은 제 2 측정결과 전류 또는 효율의 차이가 발생하는 영역이 검출되는 경우 그 영역 내, 즉 전류 또는 효율의 차이가 발생할 때 제 2 섀도우 마스크(170b)가 위치하는 단위 셀(120) 내에 불량이 존재하는 것을 인지할 수 있게 된다. 예를 들어 상기 도 7 및 도 9와 같이 4번째 단위 셀(120)에 불량(D)이 발생한 경우, 도 10과 같이 셀 번호에 따른 표준화된 파워를 측정하게 되면 불량(D)이 발생한 4번째 단위 셀(120) 위치에서 표준화된 파워가 변하는 것을 알 수 있다. 참고로, 표준화된 파워가 100%인 경우는 제 2 섀도우 마스크(170b)에 의해 박막 태양전지(115)가 가려지지 않았을 때의 파워를 의미하며, 상기 제 2 섀도우 마스크(170b)에 의해 박막 태양전지(115)의 각각의 단위 셀(120)이 수직한 방향으로 일부 가려지는 경우에는 상기 제 1 섀도우 마스크(170a)에 의해 여러 단위 셀의 일부가 수평한 방향으로 가려지는 경우에 비해 출력 저하가 크게 나타날 수 있다.When a region where a difference in current or efficiency occurs is detected as a result of the second measurement, a defect is detected in the unit cell 120 in which the second shadow mask 170b is located when the difference in current or efficiency occurs. You can recognize what exists. For example, when the defect D occurs in the fourth unit cell 120 as shown in FIGS. 7 and 9, when the standardized power according to the cell number is measured as shown in FIG. 10, the fourth occurrence of the defect D occurs. It can be seen that the normalized power changes at the unit cell 120 location. For reference, when the standardized power is 100%, it means power when the thin film solar cell 115 is not covered by the second shadow mask 170b, and the thin film sun is formed by the second shadow mask 170b. In the case where each unit cell 120 of the battery 115 is partially covered in the vertical direction, the output drop is lower than in the case where a part of the various unit cells are covered in the horizontal direction by the first shadow mask 170a. It may appear large.

상기 수직, 수평한 방향으로의 제 1, 제 2 측정에 대한 전류 또는 효율의 차이를 통하여 출력이 저하되는 영역 또는 불량 영역에 대한 위치를 파악할 수 있게 된다. 또한, 이를 분석함으로써 그 부분에 대한 불량 발생 원인을 쉽게 파악할 수 있게 된다.Through the difference in current or efficiency for the first and second measurements in the vertical and horizontal directions, it is possible to determine the position of the region where the output is degraded or the defective region. In addition, by analyzing this, it is possible to easily determine the cause of the failure of the portion.

또한, 불량 영역에 대한 리페어가 가능하여 실제 제품의 불량 모듈을 복원시킬 수 있고, 따라서 수율이 향상되는 효과를 제공하게 된다.In addition, it is possible to repair the defective area to restore the defective module of the actual product, thereby providing an effect of improving the yield.

상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.Many details are set forth in the foregoing description but should be construed as illustrative of preferred embodiments rather than to limit the scope of the invention. Therefore, the invention should not be defined by the described embodiments, but should be defined by the claims and their equivalents.

100 : 검사 시스템 110 : 기판
115 : 박막 태양전지 130 : 테이블
150 : 광원 160 : 계측 장비
170,170a,170b : 섀도우 마스크
100: inspection system 110: substrate
115: thin film solar cell 130: table
150: light source 160: measurement equipment
170,170a, 170b: Shadow Mask

Claims (11)

박막 태양전지 모듈을 로딩하는 테이블;
상기 박막 태양전지 모듈 표면에 광을 조사하는 광원;
상기 박막 태양전지 모듈 표면을 수직, 수평한 방향으로 순차적으로 스캔하여 상기 박막 태양전지 모듈을 국지적으로 가리는 섀도우 마스크; 및
상기 섀도우 마스크의 스캔에 따라 셀 단위 또는 국지적으로 그 출력을 측정하여 분석하는 계측 장비를 포함하는 박막 태양전지 검사 시스템.
Table for loading a thin film solar cell module;
A light source irradiating light onto the surface of the thin film solar cell module;
A shadow mask that sequentially scans the surface of the thin film solar cell module in a vertical and horizontal direction to cover the thin film solar cell module locally; And
Thin-film solar cell inspection system including a measurement device for measuring and analyzing the output of the cell unit or locally according to the scan of the shadow mask.
제 1 항에 있어서, 상기 광원은 상기 박막 태양전지 모듈 표면에 100mW/cm2의 태양광(AM 1.5 기준)을 조사하는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지 검사 시스템.The thin film solar cell inspection system of claim 1, wherein the light source irradiates 100 mW / cm 2 of sunlight (based on AM 1.5) to the surface of the thin film solar cell module. 제 1 항에 있어서, 상기 박막 태양전지는 복수 단의 띠 모양의 단위 셀을 직렬로 접속하는 모듈 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지 검사 시스템.The thin film solar cell inspection system of claim 1, wherein the thin film solar cell has a module structure in which a plurality of band-shaped unit cells are connected in series. 제 3 항에 있어서, 상기 섀도우 마스크는 상기 모듈의 셀 패터닝 방향을 기준으로 상기 박막 태양전지 모듈 표면을 수직, 수평한 방향으로 스캔하는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지 검사 시스템.The thin film solar cell inspection system of claim 3, wherein the shadow mask scans the surface of the thin film solar cell module in a vertical and horizontal direction based on a cell patterning direction of the module. 제 3 항에 있어서, 상기 섀도우 마스크는 모듈 내의 1개의 단위 셀 폭에 대해 10% ~ 90%의 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지 검사 시스템.4. The thin film solar cell inspection system of claim 3, wherein the shadow mask has a size of 10% to 90% with respect to one unit cell width in a module. 직렬로 연결된 다수의 단위 셀로 이루어진 박막 태양전지 모듈을 제조하는 단계;
상기 박막 태양전지 모듈을 상부에 상기 박막 태양전지 모듈 표면에 광을 조사하기 위한 광원이 구비된 테이블 위에 로딩하는 단계;
제 1 섀도우 마스크를 이용하여 상기 박막 태양전지 모듈 표면을 수직한 방향으로 순차적으로 스캔하여 상기 박막 태양전지 모듈을 국지적으로 가리며 그 수직위치에 해당하는 출력을 측정하는 단계; 및
제 2 섀도우 마스크를 이용하여 상기 박막 태양전지 모듈 표면을 수평한 방향으로 순차적으로 스캔하여 상기 박막 태양전지 모듈을 국지적으로 가리며 그 수평위치에 해당하는 출력을 측정하는 단계를 포함하는 박막 태양전지의 검사방법.
Manufacturing a thin film solar cell module including a plurality of unit cells connected in series;
Loading the thin film solar cell module on a table provided with a light source for irradiating light onto a surface of the thin film solar cell module;
Sequentially scanning a surface of the thin film solar cell module in a vertical direction using a first shadow mask to locally cover the thin film solar cell module and measure an output corresponding to the vertical position; And
Sequentially scanning a surface of the thin film solar cell module in a horizontal direction by using a second shadow mask to locally cover the thin film solar cell module and to measure an output corresponding to the horizontal position of the thin film solar cell. method of inspection.
제 6 항에 있어서, 상기 광원은 상기 박막 태양전지 모듈 표면에 100mW/cm2의 태양광(AM 1.5 기준)을 조사하는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지 검사방법.The method of claim 6, wherein the light source irradiates 100 mW / cm 2 of sunlight (based on AM 1.5) to the surface of the thin film solar cell module. 제 6 항에 있어서, 상기 섀도우 마스크는 상기 모듈의 셀 패터닝 방향을 기준으로 상기 박막 태양전지 모듈 표면을 수직, 수평한 방향으로 스캔하는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지 검사방법.The method of claim 6, wherein the shadow mask scans the surface of the thin film solar cell module in a vertical and horizontal direction based on a cell patterning direction of the module. 제 6 항에 있어서, 상기 섀도우 마스크는 모듈 내의 1개의 단위 셀 폭에 대해 10% ~ 90%의 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지 검사방법.7. The method of claim 6, wherein the shadow mask has a size of 10% to 90% with respect to one unit cell width in the module. 제 6 항에 있어서, 상기 수직위치에 해당하는 출력을 측정한 결과 전류 또는 효율의 차이가 발생하는 영역이 검출되는 경우, 상기 전류 또는 효율의 차이가 발생할 때 상기 제 1 섀도우 마스크가 위치하는 영역 내에 불량이 존재하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지 검사방법.The method of claim 6, wherein when an output corresponding to the vertical position is detected and an area in which a difference in current or efficiency occurs is detected, the area of the first shadow mask is located when the difference in current or efficiency occurs. Thin film solar cell inspection method characterized in that it is determined that there is a defect. 제 6 항에 있어서, 상기 수평위치에 해당하는 출력을 측정한 결과 전류 또는 효율의 차이가 발생하는 영역이 검출되는 경우, 상기 전류 또는 효율의 차이가 발생할 때 상기 제 2 섀도우 마스크가 위치하는 단위 셀 내에 불량이 존재하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지 검사방법.The unit cell of claim 6, wherein when the output corresponding to the horizontal position is detected and a region in which a current or efficiency difference occurs is detected, the unit cell in which the second shadow mask is positioned when the current or efficiency difference occurs. Thin film solar cell inspection method characterized in that it is determined that there is a defect in the.
KR1020100063622A 2010-07-01 2010-07-01 System for inspecting thin film solar cell and method of inspecting thin film solar cell using the same KR20120002885A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100063622A KR20120002885A (en) 2010-07-01 2010-07-01 System for inspecting thin film solar cell and method of inspecting thin film solar cell using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100063622A KR20120002885A (en) 2010-07-01 2010-07-01 System for inspecting thin film solar cell and method of inspecting thin film solar cell using the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20120002885A true KR20120002885A (en) 2012-01-09

Family

ID=45610078

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100063622A KR20120002885A (en) 2010-07-01 2010-07-01 System for inspecting thin film solar cell and method of inspecting thin film solar cell using the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20120002885A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019047583A (en) * 2017-08-31 2019-03-22 富士電機株式会社 Solar cell module diagnostic system and solar cell module diagnostic method
CN110993742A (en) * 2019-12-23 2020-04-10 顺德中山大学太阳能研究院 Crystalline silicon solar panel repairing device and using method thereof
KR102334792B1 (en) 2021-04-27 2021-12-03 유은혜 Ferrules for golf clubs that form a split structure

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019047583A (en) * 2017-08-31 2019-03-22 富士電機株式会社 Solar cell module diagnostic system and solar cell module diagnostic method
CN110993742A (en) * 2019-12-23 2020-04-10 顺德中山大学太阳能研究院 Crystalline silicon solar panel repairing device and using method thereof
KR102334792B1 (en) 2021-04-27 2021-12-03 유은혜 Ferrules for golf clubs that form a split structure

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mora-Sero et al. Impedance spectroscopy characterisation of highly efficient silicon solar cells under different light illumination intensities
EP1258925A2 (en) Integrated thin-film photoelectric conversion module
Doll et al. Photoluminescence for defect detection on full-sized photovoltaic modules
US9876468B2 (en) Method, system and program product for photovoltaic cell monitoring via current-voltage measurements
US9689912B2 (en) Rapid analysis of buffer layer thickness for thin film solar cells
Dong et al. The influence of sodium ions decorated micro-cracks on the evolution of potential induced degradation in p-type crystalline silicon solar cells
Hossain et al. A comprehensive methodology to evaluate losses and process variations in silicon solar cell manufacturing
Molto et al. Review of potential‐induced degradation in bifacial photovoltaic modules
Sulas‐Kern et al. Electrochemical degradation modes in bifacial silicon photovoltaic modules
Sporleder et al. Time‐resolved investigation of transient field effect passivation states during potential‐induced degradation and recovery of bifacial silicon solar cells
Jia et al. Diagnosing breakdown mechanisms in monocrystalline silicon solar cells via electroluminescence imaging
Hong et al. Absolute electroluminescence imaging with distributed circuit modeling: Excellent for solar‐cell defect diagnosis
KR20120002885A (en) System for inspecting thin film solar cell and method of inspecting thin film solar cell using the same
Islam et al. Effective minority carrier lifetime as an indicator for potential-induced degradation in p-type single-crystalline silicon photovoltaic modules
Brooks et al. High-resolution laser beam induced current measurements on Cd0. 9Zn0. 1S/CdTe solar cells
Dumbrell et al. Metal induced contact recombination measured by quasi-steady-state photoluminescence
Ma et al. Design, realization and loss analysis of efficient low-cost large-area bifacial interdigitated-back-contact solar cells with front floating emitter
Fellmeth Silicon solar cells for the application in low concentrator systems-development and characterization
US20130249580A1 (en) Apparatus and method for evaluating characteristics of a photovoltaic device
Zhang et al. Impedance spectroscopy characterization of proton-irradiated GaInP/GaAs/Ge triple-junction solar cells
Zamini et al. Non-destructive-techniques for quality control of photovoltaic modules: electroluminescence imaging and infrared thermography
Kumar et al. High-Speed Laser Beam Induced Current Imaging: A Complementary Quantitative Diagnostic Tool for Modules
Fischer et al. Versatile implied open‐circuit voltage imaging method and its application in monolithic tandem solar cells
Visconti et al. A Survey on Ageing Mechanisms in II and III-Generation PV Modules: accurate matrix-method based Energy Prediction through short-term performance measures
US20120135545A1 (en) Laser apparatus and method for manufacturing a solar cell module using the same

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination