太陽電池の故障解析Failure Analysis on Photovoltaic Cell

太陽電池では、EL(Electro Luminescence)法を用いて、物理的なマイクロクラックや、目に見えない電流リーク箇所を検出することが広く行われています。電流のリ-ク原因としては、結晶欠陥や拡散異常などが挙げられます。
EL法で特定したリーク箇所は、高位置精度でマーキングすることで透過電子顕微鏡(TEM)で結晶欠陥の有無を、走査型静電容量顕微鏡(SCM)で拡散層の異常の有無を観察できます。

ELによる電流リーク箇所観察

半導体のPN接合に正または逆バイアスを印加すると微弱に発光することが知られています。EL法は、暗箱の中で太陽電池にバイアスを引加して発光させ、高感度カメラでその発光を捉える手法で、PEM(EMS)としても知られています。逆バイアスでの発光は、結晶欠陥や拡散異常の位置を示しています。

パターン像+順バイアス
パターン像+順バイアス
パターン像+逆バイアス
パターン像+逆バイアス
EL観察装置内部
EL観察装置内部

SCMによる拡散層観察

SCMは、走査型プローブ顕微鏡(SPM)のアプリケーションの一つです。SPMがナノスケールでプローブ位置を制御できる性能を利用し、拡散層の形状をサブミクロンの分解能で観察できます。

SCMで拡散層の形状を観察
SCMで拡散層の形状を観察
SCM観察装置内部
SCM観察装置内部

[ 更新日:2022/03/30 ]

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