用于分散测定半导体结构的串联电阻的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于分散测定半导体结构的串联电阻的方法，所述方法通过在测量条件A和B下使半导体结构内形成发光，为半导体结构的多个给定的点测定局部校准参数CV，i并且为半导体结构的多个给定的点测定局部串联电阻RS，i。重要的是，为半导体结构的所有局部串联电阻设置相同的全局串联电阻RSg，根据所述全局串联电阻来测定所述局部串联电阻RS，i。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术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。
技术介绍
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勻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Μ. 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Ci,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
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于，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，根据本专利技术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的得到解决。根据本专利技术方法的优选的方案可从权利要求2至11中得出。通过根据本专利技术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\。为半导体结构的多个点i测量基于该点的局部光强Ila,”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VB。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Cv, 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Iu, i和测量条件A中在半导体结构的触点之间形成的电压\来测定局部校准参数Cv, it)最后，在步骤D中为半导体结构的多个给定的点测定局部串联电阻仏丨至少根据至少一个在步骤B中测出的局部光强Imi和至少一个在步骤C中测定的局部校准参数Cva 分别进行测定。重要的是，在步骤D中，附加地，为半导体结构的所有局部串联电阻都设置一个相同的全局串联电阻I^sg，根据该全局串联电阻来测定各个局部串联电阻Rs,”在已知的测量方法中，需对发光进行额外测量以测定步骤D中的局部串联电阻， 而与已知的测量方法相反，在根据本专利技术的用于测定局部串联电阻的方法中，附加地使用半导体结构的全局串联电阻。由此可以减少所需的发光测量操作并且相应地缩短整个测量所需的测量时间。特别地，这一点可使本专利技术方法在已有的内置测量仪器上得到应用，通过所述测量仪器，可在生产过程期间对半导体结构进行测量。因此，在根据本专利技术的测量方法中，仅仅通过对半导体结构设置全局串联电阻，而无需对发光进行额外测量，即可获得步骤D中用于测定局部串联电阻所需的附加信息。而半导体结构的全局串联电阻相对来说比较容易测定。为此，可采用现有技术已知的各种测量方式例如，可按照公知的方式由半导体结构的暗特性或者光特性曲线或者结合半导体结构的暗特性和光特性曲线来测定全局串联电阻(见D. Pysch, A. Mette和S. W. Glunz的太阳能材料和太阳能电池(Solar Energy Material&Solar Cell) 91，1698-706 Q007)，以及 A. G. Aberle,S. R. flfenham和Μ. Α. Green的精确测量太阳能电池的集中串联电阻的新方法(A new method for accurate measurements of the lumped series resistance of solarcells) ,Louisville 出版社，Kentucky，USA，1993 (IEEE,New York,NY,USA)，133-9 页)。同样，可以根据半导体结构的参数来计算全局串联电阻，所述参数例如是金属结构的尺寸，掺杂层和掺杂面的尺寸，或者掺杂层的层电阻的尺寸。使用全局串联电阻测定局部串联电阻的另一个优势在于，通常在流水线中，各半导体结构之间的全局串联电阻的波动要远远小于半导体结构的局部串联电阻的波动。因此，无须为每个半导体结构单独测定全局串联电阻，也可使用半导体结构的典型的全局串联电阻。申请人:的研究表明，有利的是，根据全局串联电阻来测定局部串联电阻，S卩为所有局部串联电阻都设置相同的全局换算系数f，根据该全局换算系数分别换算局部串联电阻仏丨通过局部串联电阻与全局串联电阻1^之间设置的数学关系来确定全局换算系数f。所述设置的数学关系优选为取局部串联电阻的中数，使换算出的局部串联电阻的最终的中数等于全局串联电阻I Sg。在此，申请人的研究显示，优选将算术中数用作所述中数。根据本专利技术的方法不仅可在通过使半导体结构加载电磁辐射形成发光(即形成光致发光)时使用，也可在通过向半导体结构的触点施加电压形成发光(即形成电致发光) 时使用。在形成光致发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·豪恩席尔德，M·格拉特哈尔，S·瑞恩，
申请(专利权)人：弗劳恩霍弗实用研究促进协会，弗赖堡阿尔伯特路德维格大学，
类型：发明
国别省市：