JP5289500B2 - 多−接合太陽電池のスクリーニング方法 - Google Patents
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Description
Φth=Φav+nσ
2,3 pn−接合
4 前面金属化部
5 背面金属化部
6 拡散領域
7 電気的影響が極わずかである欠陥
8 電気的影響のある欠陥
9 電源
10,16,17 検出器
11,14,15 フィルター
12 接合電圧
13 xy−位置
18 注入電流
19 電流Isc
20,50 コンピューター
22 局部的強度変化
23 画像
30 温度制御板
40 筐体
100,110,120,130,131,132,133,140,150,300,310,320,330,340,341,342,343,344,350,360,370 ステップ
Claims (12)
- 高太陽強度及び高温(HIHT)環境において操作される多−接合太陽電池のスクリーニング方法であって、
前記各太陽電池が、互いに重なり合って積層された少なくとも2つのpn−接合(2,3,6)を備え、
前記pn−接合の1つ(6)が、真性欠陥が存在しないとされる完全に均一なpn−接合であり、
前記方法が、
HIHT環境における有用性についてスクリーニングされる多数の太陽電池(100)を提供するステップと;
前記多数の太陽電池における各太陽電池において、
所定のバイアス電流(Isc)で前記均一なpn−接合のエレクトロルミネセンス(EL)画像を取得するステップ(120)と;
前記エレクトロルミネセンス画像内の空間的強度分布を分析するステップ(130)であって、HIHT環境内において電力を放出する可能性がある局部的強度変化(22)が存在するかどうかを決定するステップと;
前記太陽電池を分類するステップ(140,150)であって、それらのエレクトロルミネセンス画像内に局部的強度変化(22)を有さない太陽電池が、第1群(A)の太陽電池に分類され、それらのエレクトロルミネセンス画像内に少なくとも1つの局部的強度変化(22)を有する太陽電池が、さらなるスクリーニングのための第2群(B)の太陽電池に分類され、前記第1群(A)の太陽電池が、HIHT環境に適しており、前記第2群(B)の太陽電池が、HIHT環境において危機的なものとなる可能性があるとされるステップと;
前記第2群(B)の太陽電池における前記太陽電池をスクリーニングするステップと、を含み、
前記第2群(B)の太陽電池における前記太陽電池をスクリーニングする前記ステップが、
所定のバイアス電流(Isc)の範囲で各太陽電池の全pn−接合のエレクトロルミネセンス画像を取得するステップ(320)と;
前記第2群(B)の太陽電池における各太陽電池において、
所定のセル操作電圧(Vop)で前記太陽電池が生成する電流(Iop)の空間的電流分布マップを形成するステップ(330)と;
最低値の電流(Iop)を有する隣接するピクセル(xy)の群またはピクセル(xy)を特定するステップ(340)と;
前記最低値の電流(Iop)に基づき、それらの前記太陽電池を、HIHT環境に適さない第3群(C)の太陽電池に分類するステップ(350,360,370)と;
を含むことを特徴とする方法。 - 前記エレクトロルミネセンス画像内の空間的強度分布を分析するステップ(130)が、
前記エレクトロルミネセンス画像全体またはそのサブ領域の平均強度Φav及び標準偏差σを計算するステップと;
前記エレクトロルミネセンス画像の各ピクセル(xy)において、所定のピクセル内の強度Φxyが、しきい強度Φthよりも大きいかどうかを比較するステップであって、Φth=Φav+nσであり、nが所定の定数であるステップと;
前記強度Φxyが、しきい強度Φthよりも大きく、互いに隣接する、局部的強度変化(22)を形成するこれらのピクセル(xy)を指定するステップと;
を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 三重接合(TJ)太陽電池に対して、n=6であることを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記エレクトロルミネセンス画像内の空間的強度分布を分析するステップ(130)が、画像処理システム(20)によって実行されることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記均一なpn−接合(6)が、単結晶ウェハーであり、特に、ゲルマニウム(Ge)−ウェハーであり、少なくとも1つのさらなるpn−接合が、前記ウェハー上に成長されることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
- 所定の温度まで加熱されるスクリーニングプロセスの間、前記太陽電池が、温度制御板(30)上に配置されることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記エレクトロルミネセンス画像を取得するステップ(120)が、約2000ピクセル/cm2の解像度を有する及び/または約1:10000を超える動的解像度を有する検出器(17)を用いて実施されることを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記均一なpn−接合(6)以外のpn−接合(2,3)によって放射されたエレクトロルミネセンス放射線を遮るために、一組のフィルター(15)が使用されることを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記所定のバイアス電流(Isc)が、前記太陽電池の短絡電流に近い順方向電流であり、前記太陽電池が、前記太陽電池の均一なpn−接合のエレクトロルミネセンス画像を取得するステップ(120)に対し十分なエレクトロルミネセンス放射線を放射し、前記バイアス電流(Isc)によって損傷されないことを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
- 最低値の電流(Iop)を有するピクセル(xy)を特定するステップ(340)が、前記最低値の電流(Iop)が負であるか否かを決定するステップ(341)を含むことを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記最低値の電流(Iop)が、負でない場合、HIHT環境に適した第4群(B’)の太陽電池に、前記太陽電池を分類することを特徴とする請求項10に記載の方法。
- 前記最低値の電流(Iop)が、負である場合、
負のIop値の全範囲に渡る太陽電池のサブセットを選択するステップ(342)と;
擬似HIHT環境に前記サブセットの全太陽電池を露出させるステップ(343)と;
電気的性能が劣化した太陽電池を決定するステップ(343)と;
負であるしきい電流(Ith)を決定するステップ(344)であって、前記しきい電流を上回ると電気的劣化が生じないステップと;
しきい値(Ith)よりも小さな操作電流(Iop)(Iop<Ith)を有する太陽電池を前記第3群(C)に分類し、Iop>Ithである太陽電池を第4群(B’)に分類するステップ(350,370)を含むことを特徴とする請求項10に記載の方法。
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