Microscopic optoelectronic defectoscopy of solar cells

Abstract

Scanning probe microscopes are powerful tool for micro- or nanoscale diagnostics of defects in crystalline silicon solar cells. Solar cell is a large p-n junction semiconductor device. Its quality is strongly damaged by the presence of defects. If the cell works under low reverse-biased voltage, defects emit a light in visible range. The suggested method combines three different measurements: electric noise measurement, local topography and near-field optical beam induced current and thus provides more complex information. To prove its feasibility, we have selected one defect (truncated pyramid) in the sample, which emitted light under low reverse-biased voltage.

Rastrovací sondová mikroskopie je výrazným nástrojem mikro a nanoskopické diagnostiky defektů v solárních článcích. Ty jsou velkými polovodičovými součástkami s pn přechodem. Jejich kvalita je silně ovlivněna přítomností defektů, které jsou viditelné při zapojení článku v závěrném směru. Navrhovaná metoda kombinuje tři různá měření - měření elektrického šumu, lokální optickou topografii a měření indukované fotoproudu v blízkém poli. Tím je dosaženo komplexnější informace. K ověření postupu jsme zvolili jeden defekt (zkosená pyramida), které v závěrném režimu vyzařuje světlo při slabém přiloženém napětí.