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Verfahren zur Vermessung einer Halbleiterstruktur, welche eine Solarzelle oder eine Vorstufe einer Solarzelle ist

Measuring semiconductor structure electrical properties, to characterize solar cell, by use of measurements of emitted luminescent radiation generated in cell under different conditions
 
: Glatthaar, M.; Haunschild, J.; Rein, S.

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DE 102009039399 A: 20090831
DE 102009039399 A: 20090831
G01R0031
H01L0021
German
Patent, Electronic Publication
Fraunhofer ISE ()

Abstract
(A1) Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vermessung einer Halbleiterstruktur, welche einen Emitter und eine Basis umfasst und eine Solarzelle oder eine Vorstufe einer Solarzelle ist, folgende Verfahrensschritte umfassend: A Erzeugen von Lumineszenzstrahlung in der Halbleiterstruktur und ortsaufgeloeste Messung der von der Halbleiterstruktur ausgehenden Lumineszenzstrahlung, wobei eine erste Messung bei einer ersten Messbedingung a durchgefuehrt wird und abhaengig zumindest von den erhaltenen Messdaten der ersten Messung ein erstes ortsaufgeloestes, spannungskalibriertes Bild Va(Xi) fuer eine Vielzahl von Ortspunkten xi der Solarzelle aus den in Schritt A erhaltenen Messdaten bestimmt wird. B Bestimmen von ortsaufgeloesten Eigenschaften der Halbleiterstruktur, hinsichtlich des ortsaufgeloesten Dunkelsaettigungsstromes jo(xi) und/oder des ortsaufgeloesten Emitterschichtwiderstandes p(xi) und/oder des ortsaufgeloesten, lokalen Serienwiderstandes Rs(xi) fuer die Vielzahl von Ortspunkten xi abhaengig zumindest von dem in Schritt A bestimmten ersten Spannungsbild Va(xi). Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt A zusaetzlich mindestens eine zweite Messung bei einer zur ersten Messbedingung a unterschiedlichen zweiten Messbedingung b durchgefuehrt und abhaengig zumindest von den erhaltenen Messdaten der zweiten Messung ein zweites ortsaufgeloestes, spannungskalibriertes Bild Vb(xi) fuer die Vielzahl von Ortspunkten xi aus den in Schritt A ...

 

WO 2011023312 A1 UPAB: 20110315 NOVELTY - In measuring a solar cell (precursor) semiconductor structure (I) by determining dark saturation current, emitter layer resistance and/or local series resistance at local points of (I) using an image based on measurements of emitted luminescent radiation generated in (I), (i) second measurements under different conditions are used to give a second image and (ii) a voltage-independent, site-independent short circuit current density flowing under both conditions is predetermined and/or measured. DETAILED DESCRIPTION - A method for measuring a semiconductor structure (I), consisting of a solar cell (or its precursor) having an emitter and a base, involves: (A) measuring emitted luminescent radiation generated in (I), using a first measurement under first conditions to provide data to create a first spatially resolved, voltage-calibrated image for several local points of the cell; and (B) determining spatially resolved dark saturation current, emitter layer resistance and/or local series resistance properties of (I) for the local points, depending on at least the image from step (A). The novel feature is that step (A) also includes second analogous measurement(s) under second, different conditions to give an analogous second image. For both steps in (A) measurements radiation is generated by applying excitation radiation to (I) in planar manner; and the two measurement conditions differ in excitation radiation intensity and/or spectral composition and/or in a predetermined external voltage applied to (I) via electrical contact. A voltage-independent, site-independent short circuit current density of current flowing under the two conditions is also predetermined and/or measured. In step (B) the electrical properties at each point are determined dependent on at least the above short circuit current densities and a voltage-dependent, site-dependent dark current density for each measurement condition, the dark current densities being at least dependent on the voltage-independent dark saturation current density and the two voltages resulting from the respective voltage images for a particular site. USE - For characterizing a solar cell (or its precursor), by measuring site-specific electrical magnitudes (i.e. dark saturation current, emitter layer resistance and/or local series resistance) using photoluminescent radiation generated in the structure. The method is especially useful for monitoring the quality of industrially prepared solar cells. ADVANTAGE - The dark saturation current, emitter layer resistance and local series resistance of (I) can be measured without the restriction that one of these three magnitudes must be predetermined or spatially constant. The solar cell characterization possibilities obtainable by photoluminescent radiation measurement are markedly extended. The measurement period is short, and the method is suitable for inline use in a production line.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-159148.html