Lumineszenz-Imaging Anwendungen in industrieller Fertigungsumgebung von Silicium-Solarzellen:
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Stuttgart
Fraunhofer Verlag
[2016]
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| Schriftenreihe: | Solare Energie- und Systemforschung
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I
NHALTSVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG 6
1.1 MOTIVATION . 6
1.2 ZIELSETZUNG DER ARBEIT UND ABGRENZUNG ZUM STAND DER TECHNIK 8
1.3 GLIEDERUNG
.
.10
2 THEORETISCHE GRUNDLAGEN UND HISTORISCHER UEBERBLICK 12
2.1 LUMINESZENZ-IMAGING *IN EINFACHEN WORTEN*
.
12
2.2 RATE DER STRAHLENDEN REKOMBINATION IN SILICIUM
.
15
2.3 KOEFFIZIENT DER STRAHLENDEN REKOMBINATION
.
17
2.4 WAFERPARAMETER UND LUM INESZENZINTENSITAET
.
18
2.5 ANALYTISCHES MODELL FUER EINDIMENSIONALEN F A LL
.
19
2.6 ZUSAMMENFASSUNG WICHTIGER PROPORTIONALITAETEN
.
24
2.6.1 LUMINESZENZSIGNAL UND EFFEKTIVE LEBENSDAUER
.
24
2.6.2 LUMINESZENZSIGNAL UND LOKALE S PANNUNG
.
25
2.7 HISTORISCHER UEBERBLICK
.
.
.
. . . 25
2.7.1 ABSORPTIONSKOEFFIZIENT VON SILICIUM
.
.
25
2.7.2 EFFEKTIVE LEBENSDAUER UND SPANNUNG
.
26
2.7.3 BILDGEBENDE VERFAHREN
.
26
3 CHARAKTERISIERUNG DES MESSAUFBAUS 30
3.1 KOMPONENTEN DES M ESSAUFBAUS
.
30
3.2 M ESSAUFBAUCHARAKTERISIERUNG
.
33
3.2.1 PHOTONENSTROM M ESSUNG
.
33
3.2.2 LATERALE HOMOGENITAET DER LASERAUSLEUCHTUNG
.
36
3.2.3 LATERALE INHOMOGENITAETEN AUFGRUND OPTISCHER ARTEFAKTE 37
3.2.4 B
ILDKORREKTUR.
38
3.3
KONTAKTIERUNGSRAHMEN.
40
3.4 ZUSAMMENFASSUNG
.
43
4 NUMERISCHE SIMULATION VON LUMINESZENZINTENSITAETEN 45
4.1 1-DIMENSIONALE MODELLIERUNG DER LUMINESZENZINTENSITAET . . . 45
4.1.1 OPTISCHE FILTER UND K AM ERA
.
46
4.1.2 RATE DER STRAHLENDEN
REKOMBINATION.46
4.1.3 AUSTRITTSWAHRSCHEINLICHKEIT
.
47
4
.2 PL-MASTER S O FTW A RE
.48
4.2.1 BESCHREIBUNG DER SOFTWARE
.
49
4.3
ANWENDUNGSBEISPIEL.50
5 PL-LMAGING AN AS-CUT WAFERN 54
5.1 EINFUEHRUNG . .
.
.54
5.2 MOEGLICHE GRUENDE FUER KORN-ZU-KORN KONTRASTE IN PL-BILDERN . 55
5.3
PROBENPRAEPARATION.
56
5.4
ERGEBNISSE.
57
5.5
DISKUSSION.
61
5.6 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK
.
62
6 LUMINESZENZ-IMAGING ALS VEHIKEL FUER DIE PROZESSENTWICKLUNG 63
6.1 VORGEHEN ZUR PROZESSOPTIMIERUNG MITTELS PL-IMAGING . 63
6.2 EINFLUSS DES HOCHTEMPERATURSCHRITTES AUF IVOC-PROBEN . 65
6.2.1 HERSTELLUNG VON IV O C-P RO B EN
.65
6.2.2 ANWENDUNG AUF DEN HERGESTELLTEN P RO B E N SA TZ
.
67
6.3 BEWERTUNG DES CKI-PROZESSES MITTELS LUMINESZENZ-IMAGING . 72
6.3.1 WASSERSTOFFRUECKSTAENDE DIREKT NACH PROZESSIERUNG . . . 72
6.3.2 ANWENDUNG DER CKI-PROZESSKONTROLLE AUF PROBENSATZ 73
6.4 ZUSAMMENFASSUNG
.
74
7 BILDGEBENDE METHODEN AN FERTIGEN SOLARZELLEN 77
7.1 DIE C-DCR M
ETHODE. .
77
7.1.1 DAS MODELL UNABHAENGIGER D IODEN
.
77
7.1.2 NOMENKLATUR FUER LUMINESZENZBASIERTE METHODEN . 78
7.1.3 DIE C-DCR M ETHODE
.
80
7.2 KALIBRIERUNG DER LUMINESZENZBILDER AUF LOKALE DIODENSPANNUNG 82
7.2.1 DIODENSPANNUNG UND QUASI-FERMINIVEAU-AUFSPALTUNG 82
7.2.2 ERMITTLUNG DER LOKALEN D IODENSPANNUNG
.
84
7.2.3 DIODENSPANNUNG FUER GERINGE ANREGUNGSBEDINGUNGEN . 86
7.3 OPTIMALE ARBEITSPUNKTE FUER C-DCR METHODE
.
.90
7.4 PL BILDEVALUATION AUF BASIS DER IMPLIZIERTEN SPANNUNG . 95
7.4.1 IMPLIZIERTE SPANNUNG UND D IODENSPANNUNG.95
7.4.2 PL-IMP B ILDAUSW ERTUNG
.
97
7.5 ANWENDUNGEN DER PL-IMP METHODE
.
.99
7.5.1 VERGLEICH DER PL-IMP UND DER C-DCR METHODE . 99
7.5.2 PL-IMP ZUR ORTSAUFGELOESTEN KURZSCHLUSSSTROMMESSUNG 101
7.6 ZUSAMMENFASSUNG
.105
8
EL-BASIERTE QUALITAETSKONTROLLE VON INLINE-IV-MESSUNGEN 106
8.1 SIMULATIONSUMGEBUNG FUER VOLLFLAECHIGE EL-PL-BILDSIMULATION . 107
8.1.1 EINFUEHRENDES ERSATZSCHALTBILD. 107
8.1.2 VOLLFLAECHIGE SIMULATION VON EL- UND RS-BILDERN . 111
8.1.3 EINFLUSS VON KONTAKTIERUNGSSZENARIEN AUF FUELLFAKTOREN 115
8.1.4 LIMITIERUNGEN DES VORGESTELLTEN M O D ELLS
.
117
8.2 EL UND IV-MESSUNGEN UND VERGLEICH MIT SIMULATIONEN . 118
8.3 EL-BASIERTE QUALITAETSKONTROLLE VON IV-MESSUNGEN
.
122
8.4 BISHERIGE GUETEKONTROLLE VON IV-MESSUNGEN
.
125
8.5 ZUSAM M ENFASSUNG
.
.
.
.
.128
9 BILDKORREKTUR FUER INLINE PL-IMAGING 129
9.1 BESCHREIBUNG DES INLINE-M ESSMODULS
.
129
9.2 INJEKTIONSBERUECKSICHTIGENDE B ILDKORREKTUR
.
131
9.2.1 INJEKTIONSBEDINGUNGEN BEI PL-MESSUNGEN IM AWIS . 131
9.2.2 INTENSITAETSPROFIL FUER HOHE INJEKTIONSMASSE
.
132
9.2.3 KORREKTURFUNKTION FUER HOHE INJEKTIONSM ASSE
.
133
9.3 ANWENDUNG DER BILDKORREKTUR AUF BEISPIELDATENSATZ
.
134
9.4 ZUSAM M ENFASSUNG.
135
10 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 137
11 LITERATURVERZEICHNIS 141
12 ANHANG 158
13 PUBLIKATIONSLISTE 169
14 DANKSAGUNGEN 171 |
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