[发明专利]用于分散测定半导体结构的串联电阻的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的方法，该方法用于分散测定半导体结构的串联电阻，其中，所述半导体结构为太阳能电池或制造太阳能电池时的前体，该半导体结构包括至少一个pn结和用于电接触的触点。

背景技术

串联电阻为用于描述太阳能电池的重要参数，因为高串联电阻往往导致太阳能电池的效率降低。所述太阳能电池的总串联电阻在此由多个部分组成：如金属触点结构的横向电阻，掺杂层(如发射层)的横向电阻和/或金属触点结构和掺杂层之间的接触电阻均可属于总串联电阻。

为了对太阳能电池进行描述并且在太阳能电池制造期间进行过程控制，期望分散测定太阳能电池的串联电阻，也就是说，分别计算多个点的局部串联电阻，通过局部串联电阻的分布可推断局部不均匀的工艺条件或故障元件，如断开的金属结构。

已知多种用于分散测定串联电阻的方法，其中，在分散测定太阳能电池内形成的发光时尤其适用于这些测量方法。已知的是可借助CCD摄像机对由太阳能电池表面发出的光进行分散测量并且由此对串联电阻进行分散测定：

在T.Trupke，E.Pink，R.A.Bardos和M.D：Abbott的《利用发光图像研究硅太阳能电池的串联电阻的分散测定(Spatially resolved series resistance of silicon solar cells obtained from luminescence imaging)》，应用物理函件(Applied Physics Letters)90，093506(2007)中描述了一种方法，所述方法通过已公知的方式光照太阳能电池来形成发光，并且借助CCD摄像机对所谓的光致发光进行分散测量。在此，在不同的测量条件下拍摄两张光致发光的图片，其中，测量条件A为开路电压(即触点间无电流通过)，在测量条件B中，电流从太阳能电池中流出。此外，至少还需要第三张在短路条件下的光致发光的图片，以校准上述两张图片的测量值。

通过在测量条件A中拍摄的测量图片来分散测定校准参数C_i，其中，为每个点i分别计算校准参数。借助该校准参数，将测量条件B中测出的局部光强换算为施加于太阳能电池的各点的电压。

在整个太阳能电池可使用单一的暗饱和电流值的前提下，通过使用公知的单二极管模型，逼近太阳能电池局部的电特性来建模，可测定局部串联电阻。

但是，在典型的工业制造的太阳能电池中(特别是在多晶硅太阳能电池中)，各局部的暗饱和电流不可能相同。因此，在此类太阳能电池中，为定量测定局部串联电阻，还需另外对暗饱和电流进行分散测定。

为此，通常还需在其它测量条件下，如使太阳能电池加载不同波长的电磁辐射，对光致发光进行进一步测量。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于，改进用于分散测量半导体结构的串联电阻的方法，从而减少测量所需图片的数量和/或缩短分散测量串联电阻所需的总时间。此外，根据本发明的测量方法也适用于太阳能电池生产线的内置测量位置。

这一目的通过根据权利要求1的用于分散测定半导体结构的串联电阻的方法得到解决。根据本发明方法的优选的方案可从权利要求2至11中得出。

通过根据本发明的方法可用于分散测定半导体结构的串联电阻，其中，所述半导体结构为太阳能电池或制造太阳能电池时的前体。该半导体结构包括至少一个pn结和用于电接触的触点。

所述方法包括以下步骤：

步骤A中，在测量条件A下使半导体结构内形成发光，其中，在所述半导体结构的触点之间存在电压V_A。为半导体结构的多个点i测量基于该点的局部光强I_LA，i。

步骤B中，在测量条件B下使半导体结构内形成发光，其中，在半导体结构的触点之间存在电压V_B。测量条件B与测量条件A的区别在于，在测量条件B中通过半导体结构的触点之间的电流大于测量条件A中通过半导体结构的触点之间的电流。而与步骤A相似的是，在步骤B中同样分别为多个点测量半导体结构的基于该点的局部光强I_LB,i。

步骤C中，分别为半导体结构的多个给定的点测定局部校准参数C_V，i，该局部校准参数用于表示局部光强与在该点上局部施加于半导体元件上的电压之间设置的数学关系。在此，至少根据步骤A中测出的光强I_LA，i和测量条件A中在半导体结构的触点之间形成的电压V_A来测定局部校准参数C_V，i。