(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのｐｎ接合と、半導体部品の前面または裏面あるいは両面を形成する、接点構造によって覆われているかまたは接点構造による覆いを予定して設けられている少なくとも１つの接点部分領域を有する測定面と、を備えた半導体部品（１）の特性評価のための測定方法であって、
前記半導体部品（１）の電荷キャリア対を分離するために前記半導体部品（１）の測定面に面状に電磁励起ビームを照射するステップＡと、
前記半導体部品（１）から発する電磁ビームを少なくとも１つの検出ユニットによって空間分解測定するステップＢと、
を含み、
少なくとも１つの前記ステップＡにおいて、前記測定面の少なくとも１つの所定の励起部分領域はこの励起部分領域に対して前設定されている強度の励起ビームで照射されると共に、前記測定面の少なくとも１つのシンク部分領域は前記励起部分領域に比較して低い強度の励起ビームで照射され、その際、励起部分領域及びシンク部分領域は前記接点部分領域の両側に配置されて、前記接点部分領域に接している状態か又は前記接点部分領域と全面的または部分的に重なり合っている状態かあるいはその両方の状態であることを特徴とする測定方法。
【請求項２】
前記測定面は１つ以上の接点部分領域によって複数のセグメントに区分され、少なくとも１つの前記ステップＡにおいて、少なくとも１つの励起部分領域は少なくとも１つのセグメントを覆い、この励起部分領域に隣接するセグメントはシンク部分領域によって覆われていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
少なくとも１つの前記ステップＡにおいて、少なくとも１つの励起部分領域が前記接点部分領域と１つの共通の境界を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記励起部分領域が前記接点部分領域の片側に沿って延びていることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
少なくとも１つの前記ステップＡにおいて、少なくとも１つの励起部分領域が前記接点部分領域の端縁により境界付けられ、さらに、別の所定の接点部分領域によって又はさらに前記半導体部品の１つ以上の端縁によってあるいはその両方によって境界付けられてい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。
【請求項６】
前記接点部分領域が、バスバーによって覆われているかまたはバスバーによる覆いを予定して設けられているバスバー接点部分領域であ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。
【請求項７】
前記半導体部品がｂ本の複数のバスバー接点部分領域を有し、それぞれの前記ステップＡにおいて、前記測定面の少なくとも１／（２＊ｂ）が前記励起部分領域によって覆われていることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
それぞれの前記ステップＡにおいて、前記測定面の面積の少なくとも１／６が前記励起部分領域によって覆われてい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。
【請求項９】
前記ステップＡが少なくとも２回にわたって実施され、その際、それぞれステップＢに準拠する測定が行われ、前記ステップＡは異なった励起部分領域を有する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。
【請求項１０】
すべての前記ステップＡのすべての励起部分領域が全体として少なくとも、前記接点部分領域以外の前記測定面を覆う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。
【請求項１１】
少なくとも１つの所定のシンク部分領域につき、前記励起ビームの強度が０に前設定されており、当該少なくとも１つのシンク部分領域が前記ステップＡにおいて励起ビームで照射されず、あるいは、すべてのシンク部分領域につき、強度０が前設定されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
それぞれの前記ステップＡにおいて、励起部分領域とシンク部分領域とは、少なくとも前記接点領域以外の前記測定面、あるいは、前記測定面全体を覆っていることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記ステップＡは少なくとも２回実施され、各ステップＡの励起部分領域は、すべての前記ステップＡの励起部分領域を一括しても重なり合うことがないように設定されていることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
少なくとも１つの前記ステップＡにおいて、すべての励起部分領域が凸形状であることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
さらに別の前記ステップＡ’において、半導体部品（１）の前面または裏面あるいは両面が全面にわたって、均一なビーム強度での励起ビームにより照射されて、ステップＢに基づく測定が行われることを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
全体として３つの測定が実施され、その際、２つの測定に際して異なった部分領域が励起ビームで照射され、第３の測定において、前記半導体部品（１）は全面にわたって均一に励起ビームで照射され、評価ステップにおいて、それぞれの空間点ｉにつき、以下の式１
ＭＥｉ＝１ｎ（Ｍ１ｉ＋Ｍ２ｉ）−１ｎ（Ｍ３ｉ）；∀ｉ（１，．．．，ｎ）  （式１）
に基づく評価が行われること、すなわち、測定点が総計ｎ個であれば、各々の空間点ｉに関する測定結果ＭＥｉは、式１に基づき、第１の測定Ｍ１ｉ、第２の測定Ｍ２ｉ及び第３の測定Ｍ３ｉから得られた空間点ｉに関する測定値に依存して決定されることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
少なくとも２本の互いにほぼ平行に延びるメタライジング線路を有する半導体部品（１）を測定するための請求項１５または１６に記載の方法であって、
第１の空間分解測定に際し、前記半導体部品（１）は、前記メタライジング線路の間に位置して、これらのメタライジング線路ならびに半導体部品（１）の端縁によって境界付けられる第１の部分領域が励起ビームで照射され、その他の部分領域は励起ビームで照射されないかまたは前記励起ビームに比較して低い強度の励起ビームで照射され、
第２の空間分解測定に際し、前記のその他の部分領域が励起ビームで照射され、前記第１の部分領域は励起ビームで照射されないかまたは前記その他の部分領域と比較して低い強度の励起ビームで照射されることを特徴とする方法。
【請求項１８】
半導体部品（１）が、励起ビームを発生する光源の、半導体部品（１）と光源との間の光路に光学フィルタが配置され、前記光学フィルタが前記励起ビームに関して所定の吸収率を有する減光マスクとして形成されていることによって、所定の部分領域が所定の強度の励起ビームまたは所定のスペクトルの励起ビームあるいはその両方の特性を有する励起ビームで照射されることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記半導体部品を電気的接触に付することなく、実施されることを特徴とする請求項１７又は１８に記載の方法。
【請求項２０】
ステップＢにおいて、前記空間分解測定が、それ自体公知の光ルミネセンス測定法によるかまたはそれ自体公知の照射ロックインサーモグラフィー測定法によって行われることを特徴とする請求項１７から１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記ステップＡ及びＢが同時に実施されることを特徴とする請求項１７から２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
前面及び裏面を有する半導体部品（１）用の測定装置であって、半導体部品（１）の前記前面または前記裏面あるいはそれら両面を励起ビームで面状に照射するための光源と、半導体部品（１）から発する電磁ビームの空間分解測定を行うための検出ユニットとを含んでいる測定装置において、
前記測定装置はさらに、半導体部品（１）と光源との間の光源光路に配置された調性ユニットを含み、前記調性ユニットは、光源と半導体部品（１）との間の光路に場合により配置可能な少なくとも１つの光学フィルタを含み、
前記光学フィルタによって、半導体部品（１）の複数の部分領域がそれぞれの部分領域にとって所定の強度及び／またはスペクトル分布の励起ビームで照射されるように構成され、かつ、前記複数の部分領域のうち少なくとも１つの部分領域は、他の部分領域と異なる強度及び／またはスペクトル分布の励起ビームで照射されるように構成されている測定装置。
【請求項２３】
前記光学フィルタが、前記光源のビームを少なくとも１つの所定の部分領域において強度の点で所定の率に減少させる減光マスクとして形成され、前記光学フィルタが前記所定の部分領域において前記光源のビームを遮光することを特徴とする請求項２２に記載の測定装置。
【請求項２４】
前記調性ユニットがホルダを含み、前記ホルダに少なくとも１つの光学フィルタが揺動式に、前記光源のビームの主軸に対して平行な位置及び垂直な位置に場合により揺動し得るようにして配置されていることを特徴とする請求項２２又は２３に記載の測定装置。
【請求項２５】
前記調性ユニットが、前記光学フィルタと作用連携して、前記光学フィルタを前記光源のビームの主軸に対して相対揺動させる揺動機構を含むことを特徴とする請求項２４に記載の測定装置。
【請求項２６】
前記調性ユニットが少なくとも１つの第２の光学フィルタと第２の揺動機構とを含み、前記双方の光学フィルタはそれぞれに対応する前記揺動機構によって互いに独立に揺動可能であることを特徴とする請求項２５に記載の測定装置。
【請求項２７】
前記調性ユニットが少なくとも１つの光学フィルタと前記光学フィルタと連携するスライド機構とを含み、前記スライド機構は前記光学フィルタが前記スライド機構によって前記光源のビームの主軸に対して実質的に垂直方向に変位し得るように形成されていることを特徴とする請求項２２から２６のいずれか一項に記載の測定装置。
【請求項２８】
少なくとも１本のメタライジング線路（２ａ，２ｂ）を備えた半導体部品（１）を測定するための装置が備えられ、前記光学フィルタは、前記光源のビームの主軸に対して前記光学フィルタが平行に配向される場合に、前記フィルタによって生じる陰影が、前記光源のビームの１部分領域であって、前記線状メタライジング線路（２ａ，２ｂ）に対応する領域にほぼ該当するようにして前記調性ユニットに配置されていることを特徴とする請求項２４から２７のいずれか一項に記載の測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念部に記載の半導体部品の特性評価のための測定方法及び、請求項２２の上位概念記載の半導体部品用測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体部品の物理パラメータ、特に損失（Verlustmechanism）の測定には空間分解測定方法が好適である。その理由は、これによって半導体部品の所定の空間的部分領域に所定の物理パラメータまたは所定の損失を割り当てることで、例えば半導体部品の製造工程における空間的不均一性を容易に認識し、分析することができるからである。
【０００３】
この方法は特に、半導体太陽電池の形の半導体部品または製造過程にあるこの種の太陽電池の中間的製品すなわち少なくとも１つのｐｎ接合を有する半導体素子の特性を評価するために使用される。以下において、「太陽電池」なる用語は、完成品としての太陽電池の呼称としても、製造工程における太陽電池の中間的製品であって、すでに１つのｐｎ接合を有しているだけの中間的製品も含めた呼称としても使用されている。
【０００４】
太陽電池の空間分解測定のために、照明装置と、測定電子機器と、カメラシステムまたはその他の空間分解検出ユニットとを含んでいる測定装置が知られている。照明装置により、太陽電池は一般に全面にわたって、前面及び／または背面から照射される（ここでＡ及び／またはＢなる語句は、ＡまたはＢあるいはＡとＢの両方を意味する）。これによって生じる自由電荷キャリア対は太陽電池のｐｎ接合部で分離される。
【０００５】
測定電子機器は一般に太陽電池の電気接点と接続されているために、測定電子機器によって、太陽電池の動作点すなわち電気接点での電流値または電圧値をプリセットすることが可能である。
【０００６】
定量及び定性分析のため、特別の場合、太陽電池の様々な空間依存パラメータを互いに分離し得るように、太陽電池の電流／電圧特性曲線に沿った様々な動作点で測定が実施される。
【０００７】
この場合、代表的な動作点とは、短絡条件（太陽電池の電気接点間の電圧降下なし）、無負荷電圧（太陽電池の電気接点間の電流なし）及び、取り出された電流と印加されている電圧との積が最大となる最適動作点である。
【０００８】
測定のために選択された、太陽電池の電流／電圧特性曲線上の動作点は、いかなる局所的な特性が測定可能であるかどうかという点で決め手となる。したがって、例えば最適動作点では、太陽電池の電流は局所的な直列抵抗網に依存している。これに対して、無負荷電圧時には、外部電流は流れないが、場合により太陽電池内部に、特別の場合損失が空間的に不均一であれば、補償電流が流れる。この内部横断電流は通例、太陽電池の最適動作点での電流に比較してむしろ小さいために、無負荷電圧時には、例えば太陽電池の直列抵抗網が空間分解測定に及ぼす電流に起因する影響も無視し得るほど小さい。したがって、通例の測定方法を以ってしては、太陽電池の無負荷電圧時の測定によって太陽電池の直列抵抗網に関する判定を行うことは不可能である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Ｔ．Ｔｒｕｐｋｅ，  Ｅ．Ｐｉｎｋ，  Ｒ．Ａ．Ｂａｒｄｏｓ，  ａｎｄ  Ｍ．Ｄ．Ａｂｂｏｔｔ著、「Ｓｐａｔｉａｌｌｙ  ｒｅｓｏｌｖｅｄ  ｓｅｒｉｅｓ  ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  ｏｆ  ｓｉｌｉｃｏｎ  ｓｏｌａｒ  ｃｅｌｌｓ  ｏｂｔａｉｎｅｄ  ｆｏｒｍ  ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ  ｉｍａｇｉｎｇ」、Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ  ９０，  ０９３５０８（２００７）
【非特許文献２】Ｊ．Ｉｓｅｎｂｅｒｇ，  Ｗ．Ｗａｒｔａ著、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．  ９５（９）  ５２００  （２００４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで本発明の目的は、特に直列抵抗網に関する半導体部品の特性評価を公知の測定方法に比較して技術的により低コストで、より速やかにかつ容易に行うことを可能にする半導体部品の特性評価のための測定方法及び測定装置を提供することである。特に、半導体部品が電気的に接触されていなくとも、測定が可能でなければならない。つまり、測定にあたって半導体部品が少なくとも部分領域において、電気的な接触を経て電荷キャリアの供給または導出が行なわれる際に電気的に接触された半導体部品の状態に等しい状態、特には、半導体部品の最適動作点での状態に等価かまたは少なくともそれに類似した状態を有するようでなければならない。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題は請求項１記載の測定方法ならびに請求項２２記載の測定装置によって解決される。測定方法の好適な形態は請求項２〜１１に記載した通りであり、測定装置の好適な形態は請求項２３〜２８に記載した通りである。
【００１２】
本発明による測定方法は、半導体部品の前面または裏面あるいは両面をなす、少なくとも１つのｐｎ接合を有する測定面を備えた半導体部品の特性を評価するために使用される。この測定方法は以下のステップＡとステップＢとを含んでいる。
【００１３】
ステップＡにおいて、半導体部品の測定面は電磁励起ビームによって面状に照射される。一般に、本発明による測定方法において、光入射のために形成された半導体部品の前面が励起ビームで照射される。すなわち、測定面は半導体部品の前面であるのが好適であるが、それは一般に太陽電池において前面が光入射用に形成されているからである。ただし、半導体部品の裏面または、特に前面と裏面との両面が光入射用に形成されている半導体部品において、半導体部品の前面ならびに裏面を励起ビームで照射することも本発明の範囲に含まれる。
半導体部品に入射される電磁励起ビームによって電荷キャリア対が生成され、それらは半導体部品のｐｎ接合部で分離される。
【００１４】
ステップＢにおいて、半導体部品から発する電磁ビームは少なくとも１つの検出ユニットによって空間分解されて測定される。
この場合、空間分解測定とは、太陽電池上、好ましくは測定面上の複数の部分領域及び／または空間点につき、半導体部品から発する電磁ビームの測定がそれぞれ個別に行われることを意味している。
【００１５】
重要な点は、ステップＡにおいて、測定面は面状に、ただし全面にわたってではなく、好ましくは均一の強度の励起ビームで照射されることである。これは、測定面の少なくとも１つの所定の励起部分領域がこの励起部分領域にとって所定の強度の励起ビームで照射され、測定面の少なくとももう１つのシンク部分領域が前記励起部分領域に比較して低い強度の励起ビームで照射されることを意味している。好ましくは、シンク部分領域は励起部分領域を照射する励起ビームに対して面状に減光または、実質的に遮光される。
【００１６】
したがって、本発明による測定方法により、半導体部品における電荷キャリア対の分離の程度を所定の部分領域につき的確に設定することが可能である。これによって、半導体部品における電荷キャリアフローパターンをプリセットすることができるが、それはふつう、励起ビームで照射された半導体部品の部分領域（励起部分領域）と、励起ビームで照射されなかったまたは低度に照射されたにすぎなかった半導体部品の部分領域（シンク部分領域）との間に補償電流、通例、半導体部品の前面または裏面と平行な横断電流が流れるからである。したがって、本発明による測定方法において、励起部分領域からシンク部分領域へ流れ込む電流が誘導される。電荷キャリアフローパターンの生成は励起部分領域及びシンク部分領域の配置でもって行われるため、電荷キャリアフローパターンを生じさせるために半導体部品を電気的接触させる必要はない。
【００１７】
したがって、本発明による測定方法によれば、励起領域及びシンク部分領域と励起ビームの当該強度とをプリセットすることにより、半導体部品に的確に電荷キャリアフローパターンが生成される。
【００１８】
完成された半導体部品の電気的接触は半導体部品の前面または裏面あるいは両面に形成された１つ以上の接点構造を介して行われる。接点構造は、電荷キャリアの供給または導出のために外部接点と導電結合可能な電流導出領域または電流供給領域を表している。一般に、接点構造はメタライジングまたは高ドープ領域によって実現されており、したがって、特に半導体部品のエミッタに対して低オームであり、それよりも高い導電率を有している。
【００１９】
接点構造によって覆われた半導体部品の表面領域は本願の範囲内で接点領域と称される。さらに、まだ接点構造が付されていないなお未完成の半導体部品においても、接点構造の形成が予定されている領域は接点領域と称される。すなわち、この場合には、接点領域はその後の製造工程において接点構造で覆われることになる。
【００２０】
太陽電池において、一般に、接触は半導体部品の前面または裏面あるいは両面に被着された１つ以上のメタライジング構造を経て行われる。好ましくは、接点領域は、したがってメタライジング領域であり、すなわち、メタライジングで覆われているかまたはメタライジングによって最終的に覆われることになる測定面領域である。
【００２１】
本発明による方法に際し、少なくとも１つのステップＡにおいて、所定の接点部分領域の両側に少なくとも１対の励起部分領域とシンク部分領域とが、それらが接点部分領域に少なくとも接するかまたは接点部分領域と全面的または部分的に重なり合うようにして配置される。この場合、接点部分領域は接点構造の接点領域の全体または所定の一部分領域を含んでいる。
【００２２】
上記の結果、電流は励起部分領域から発してシンク部分領域の方向へ、また、励起部分領域から発して接点部分領域の方向へ流れることになる。したがって、この電流は、電荷キャリアが接点部分領域から引き出され、したがって、励起部分領域から接点部分領域へ流れ込む電荷キャリアフローに相当している。これによって、少なくとも所定の励起部分領域につき、電気的接触に付された半導体部品のそれに相当するかまたは少なくともそれに近い電荷キャリアフローパターンが生成される。
【００２３】
典型的な接点構造は、半導体部品の前面または裏面あるいは両面が接点構造によって複数のセグメントに分割されるようにして形成されている。例えば、太陽電池の場合には、電気的接触のために格子状または波状のメタライジング構造を設けるのが通例である。
【００２４】
好ましくは、１つのステップＡにおいて、接点構造によって画定された少なくとも１つのセグメントは励起部分領域を形成し、その際、隣接する、すなわち前記セグメントを境界付けている接点線に対向しているすべての半導体部分領域はシンク領域とされることができる。したがって、少なくとも１つのステップＡにおいて、少なくとも１つの励起部分領域は少なくとも１つのセグメントまたは複数の隣接セグメントを覆い、この励起部分領域に隣接するセグメントはシンク部分領域によって覆われている。電荷キャリアフローパターンの決定を容易にすると共に評価をより容易にすべく、好適には、励起部分領域は正確に１つのセグメントを覆っている。
【００２５】
これにより、励起部分領域したがって１つ以上の隣接したセグメントから、隣接したセグメントへ電流が流れ、したがってそれぞれ当該セグメントを境界付けている接点部分領域の方向へ電流が流れる電荷キャリアフローパターンが生成される。したがって、こうして生ずる電荷キャリアフローパターンは、励起部分領域につき、すなわち１つ以上のセグメントにつき、半導体部品が電気的接触に付された場合の状態に相当している。
【００２６】
さらに加えてまたは別法として、セグメントを以下のようにして画定するのが好適である。つまり、好適には、少なくとも１つのステップＡにおいて、少なくとも１つの励起部分領域、好ましくは、すべてのステップＡにおいて、すべての励起部分領域は接点部分領域の端縁によると共にさらに別の接点部分領域によりかつ／またはさらなる半導体部品の１つ以上の端縁によって境界付けられるということである。これにより、励起部分領域は面全体を含み、同所から発する電荷キャリアは半導体部品が接触させられた場合に接点部分領域の方向へ流れることが保証されている。これに対して、励起部分領域がこの面の一部しか含んでいないとすれば、励起部分領域と接点部分領域との間にシンクが存在することになろう。ただし、励起部分領域と接点部分領域との間にシンクを有するこうした電荷キャリアフローパターンは半導体部品が電気的接触に付された場合に一般には発生せず、したがって、電気的接触に付された半導体部品の実際の状態を表すものではない。
【００２７】
したがって、好適には、ステップＡにおいて、少なくとも１つの励起部分領域、好ましくは、すべてのステップＡにおいて、すべての励起部分領域は所定の接点部分領域と１つの共通の境界を有するために、この共通の境界部に、特に、励起部分領域と接点部分領域との間に、シンクは生じない。好ましくは、励起部分領域は接点部分領域の片側に沿って延びている。特別の場合、接点部分領域が細長いかまたは線状である場合には、励起部分領域は接点部分領域の長辺に沿って、好ましくは、長辺全長にわたって延びている。
【００２８】
さらに、ステップＡにおいて、少なくとも１つの励起部分領域、好ましくは、すべてのステップＡにおいて、すべての励起部分領域は、それが１つ以上の所定の接点部分領域と、場合により半導体部品の１つ以上の端縁とによって境界付けられる場合に、可能最大限の広がりを有しているのが好適である。特別の場合、励起部分領域は、励起部分領域に隣接する接点部分領域と場合により半導体部品の端縁とで境界付けられる範囲内で、最大の広がりを有しているのが好適である。測定の評価を簡易化するために、上述した限界付けに加えてさらに励起部分領域は凸形状であれば好適である。
【００２９】
一般に、接点構造及び当該接点部分領域は半導体部品の端縁にまで直接達していることはなく、当該端縁との間に僅かな間隔を有している。最大広がりに関して言えば、この僅かな間隔は好適には無視されたままである。接点部分領域による限界付けは、この僅かな間隔につき、接点部分領域がそれぞれ直近の端縁に達するまで、好ましくはこれらに垂直に延長されていると想定することによって補完される。さらに加えてまたは別法として、境界での隙間が生ずる場合にそれを塞ぐため、励起部分領域をそれぞれ凸形状に選択するのが好適である。
【００３０】
さらに、加えてさらにまたは別形態として、励起部分領域及び／またはシンク部分領域につき単純な幾何的形状、特別の場合方形形状をプリセットするのが好適である。これにより、それぞれのパターンの生成に際する機器コストが減少し、さらに、個々の測定を全体像にまとめる際の評価が簡易化される。この有利な実施形態において、少なくとも１つのステップＡにおいて、少なくとも１つの励起部分領域、好ましくは、すべてのステップＡにおいて、すべての励起部分領域は、それらが方形形状である場合に、１つ以上の所定の接点部分領域と場合により半導体部品の端縁とによって限界付けられる範囲内で、最大の広がりを有するように選択される。
【００３１】
半導体部品の接点構造は、一般に、異なった要素からなっている。特別の場合太陽電池の場合には、接点構造は少なくとも１本のいわゆるバスバーならびに複数のこのバスバーと導電結合された接点フィンガを含んでいることが知られている。バスバーと接点フィンガとは一般に金属接点構造として形成されている。
【００３２】
バスバーは接点フィンガに比較して高い導電率を有している。これは、一般に、バスバーが接点フィンガに比較して大きな断面積を有し、したがって、断面に対して垂直な電気抵抗がより低いことによって保証される。本発明による測定方法にとっては、ほとんどの場合に、接触させられた半導体部品の電荷キャリアフローパターンはバスバーに関してのみ生成されるだけで十分であり、必ずしも接点フィンガに関しても生成される必要はない。したがって、好適には、接点部分領域は、バスバーによって覆われた接点領域だけを含むようにして定められている。相応して、先に述べたセグメント化ももっぱらバスバーによって行われる。
【００３３】
一般に、バスバーは線状に形成されているため、相応して接点部分領域も、好適には、バスバーによって覆われた領域に相応して線状に定められている。
【００３４】
良好に測定可能な測定信号を生成すべく十分強い電流による電荷キャリアフローパターンを生成するには、それぞれのステップＡにおいて、励起部分領域（単数または複数）によって、総じて少なくとも０．５ｃｍ２、好ましくは少なくとも１ｃｍ２が覆われているのが好適である。同じく、それぞれのステップＡにおいて、励起部分領域（単数または複数）によって、測定面の六分の一、好ましくは四分の一、特別の場合測定面の約半分が覆われているのが好適である。これにより、特に２〜３本のバスバーを有する通例の太陽電池の場合に、良好に測定可能な測定信号がもたらされる。
【００３５】
半導体部品が複数のバスバーないし、バスバーによるカバーを予定して設けられた複数の接点部分領域を有している場合には、バスバーの本数がｂであれば、それぞれのステップＡにおいて、十分な高さの電流と相応して十分な高さの測定信号とを生成すべく、励起部分領域（単数または複数）によって、総じて測定面の少なくとも１／（２＊ｂ）の部分、好ましくは少なくとも１／ｂの部分が覆われているのが好適である。
【００３６】
好ましくは、ステップＡは少なくとも２回実施され、その際、それぞれ１つの測定はステップＢに準拠して行われ、こうして、ステップＡは異なった励起部分領域を有する。したがって、２つの異なったステップＡにおいて、励起は、測定面の異なる励起部分領域において行われる。
【００３７】
少なくとも２つのステップＢにおいて行われた空間分解測定のコンビネーションによって、少なくとも励起部分領域において、電気的接触に付された半導体部品の測定像に等しいかまたはそれに近い総測定像の作成が可能になる。
【００３８】
好ましくは、励起部分領域は、すべてのステップＡのすべての励起部分領域が全体として、少なくとも、接点構造で覆われていないかまたは接点構造によるカバーを予定して設けられているのではない領域の測定面を覆うように選択されている。
【００３９】
したがって、すべてのステップＡの実施後、接点構造で覆われていないかまたは接点構造による覆いを予定して設けられているのではない少なくともすべての測定面領域は、少なくとも１回、当該励起部分領域に対して前設定されている強度の励起ビームで照射されたことになる。これによって、すべての測定を合成することにより、（場合により、接点領域に関する上述した制限を有する）測定面全体が当該励起部分領域に対して前設定されている強度の励起ビームで照射されたと同時に、それぞれのステップＡにおいて所定の励起部分領域とシンク部分領域とのコンビネーションによって選択された電荷キャリアフローパターンを基礎とした総測定像を得ることが可能である。これにより、特別の場合、電気的接触に付された半導体部品のそれに相当する電荷キャリアフローパターンの生成下で、当該半導体部品の非接触式特性評価が可能になる。したがって、好適には、本発明による方法は半導体部品を電気的接触に付することなく実施されて、測定方法の加速と簡易化とをもたらすことになる。
【００４０】
したがって、本発明による方法は、半導体太陽電池ないし製造工程におけるこれらの太陽電池の中間的製品であって、ただし、すでに少なくとも１つのｐｎ接合を有している中間的製品の特性評価に特に適している。ただし、本方法は同じく、その他の半導体部品特別の場合、少なくとも部分的に前面または裏面とほぼ平行に延びる少なくとも１つの面状ｐｎ接合を有する類の半導体部品の特性評価にも適している。
【００４１】
ステップＡ及びＢは通例、同時に実施される。つまり、半導体部品が励起ビームで照射されている間に、同時に、空間分解測定が行われる。ただし、ステップＡ及びＢを順次に実施することも本発明の範囲に含まれる。同じく、励起周波数とは異なる周波数を有する測定信号が分離除去されるそれ自体公知のロックイン方式で測定を行うべく、持続的な測定（ステップＢ）中に、所定の励起周波数の励起ビームで半導体素子をパルス照射する（ステップＡ）ことも本発明の範囲に含まれる。
【００４２】
空間分解測定はステップＢにおいて、好適には、少なくとも当該ステップＡの励起部分領域において行われ、好ましくは、ステップＢにおいて、当該半導体部品の測定面全体または前面または裏面あるいは両面全体の空間分解測定が行われる。同じく、ステップＢにおいて、当該ステップＡのシンク部分領域だけを空間分解測定することも本発明の範囲に含まれる。これは、特別の場合、本発明による方法が広域放出を行うダイオードのために使用される場合に好適であるが、それはこの種の半導体部品において一般にシンク部分領域の特性評価が重要だからである。
【００４３】
半導体部品はすべてのステップＡにおいて、すべての励起部分領域が同一スペクトルの励起ビームで照射され、励起部分領域とシンク部分領域との間では単に強度が変化させられるにすぎないようにするのが好適である。特に、励起ビームの強度変化は光学フィルタまたは絞りによって容易かつ低コストで実施可能である。
【００４４】
統一的な測定条件をつくり出すには、すべてのステップＡにつき、すべての励起部分領域にとって同一強度の励起ビームが所定であり、かつ／または、すべてのステップＡにつき、すべてのシンク部分領域にとって同一強度の励起ビームが所定であるのが好適である。
励起部分領域とシンク部分領域との間に十分に高い補償電流を生成するには、シンク部分領域の励起ビームの強度は励起部分領域のそれの少なくとも１／１０、好ましくは１／１００、さらに好ましくは１／１０００であるのが好適である。
【００４５】
最大補償電流を生成するには、少なくとも１つの所定のシンク部分領域において強度０が所定であるのが好適である。つまり、この部分領域はステップＡにおいて励起ビームで照射されないために、この部分領域では電荷キャリア対は生成されない。特別の場合、すべてのステップＡのすべてのシンク部分領域につき強度０が所定であれば好適である。
【００４６】
さらに、励起部分領域及びシンク部分領域は、好適には、励起部分領域において生じる電荷キャリアフローパターンが電気的接触を経た電流取出しまたは電流注入時の電荷キャリアフローパターン好ましくは最適動作点での半導体部品の状態にほぼ相当するように選択される。
【００４７】
ステップＡにおいて、明確に定められた半導体部品の状態を実現するには、それぞれのステップＡにおいて励起部分領域とシンク部分領域とが互いに作用して、少なくとも接点構造で覆われていないかまたは接点構造によるカバーを予定して設けられているのではない領域の測定面を覆っているのが好適である。
【００４８】
先に述べたように、本発明による方法は、すべての測定を統合することにより、（場合により、接点領域を除いた）測定面の全領域が当該励起部分領域に対して前設定されている強度の励起ビームで少なくとも１回照射された場合の像が生ずるという利点を有している。同一の領域からの多重測定信号を回避するために、すべてのステップＡの励起部分領域は分離していること、特に、対をなして分離しているのが好適である。これは、すべての励起部分領域は一括されても重なり合いがなく、したがって、測定面の１領域が当該励起部分領域に対して前設定されている強度の励起ビームで複数回にわたって照射されることがないことを意味している。
【００４９】
先に述べたように、本発明による方法において、所定の電荷キャリアフローパターンの生成は励起部分領域及びシンク部分領域の所定の配置を通じて行われる。容易に再現可能な電荷キャリアフローパターンを生成し、個々の測定からより容易に全体像を合成するには、少なくとも１つのステップＡにおいて、好ましくはすべてのステップＡにおいて、それぞれの励起部分領域は凸形状であるのが好適である。
【００５０】
本発明による測定方法の好適な実施形態において、ステップＡ及びＢは少なくとも２回にわたって実施されるため、半導体部品から発する電磁ビームの第１と少なくとも第２の空間分解測定が行われる。この場合、第１の測定に際し、第２の測定とは異なった励起部分領域及び／または異なった強度の励起ビームが所与である。さらに、ステップＡ’における少なくとも１つの測定に際し、半導体部品の測定面は全面にわたってかつビーム強度の点で均一に、励起ビームで照射されるのが好適である。
【００５１】
したがって、この好適な形態において、異なった部分領域が励起ビームで照射された場合ないし半導体部品の測定面全体が均一に励起ビームで照射された場合における、半導体部品から発する電磁ビームの複数の空間分解測定像が得られる。これらの測定データの組み合わせによって、半導体部品の物理パラメータ、特別の場合空間的に不均一に分布した直列抵抗を定量的に推論することが可能になる。この場合、測定面の全面が照射される測定は標準として使用され、その際、励起部分領域が励起ビームで照射された場合の測定から合成された総測定像が標準と比較される。これは、例えば、ルミネセンス放射の測定に際しては、好ましくは（それぞれの測定の各空間点に関する）総測定像と標準との測定値の除算によって行われ、サーモグラフィーによる熱放射の測定に際しては、好ましくは（それぞれの測定の各空間点に関する）総測定像と標準との測定値の減算によって行われる。
【００５２】
好適には、２つの測定において、異なった部分領域が励起ビームで照射され、第３の測定において、測定面は、既述したように、全面にわたって均一に励起ビームで照射される。続いての評価ステップにおいて、各々の空間点に関する３つの測定から得られた空間分解測定が所定の計算法によって相殺計算され、こうして、各々の空間点につき、評価された測定結果が得られる。
【００５３】
本願出願人の知見によれば、ルミネセンス放射の測定に際しては、以下の式１による計算法が利点をもって設定される：
ＭＥｉ＝１ｎ（Ｍ１ｉ＋Ｍ２ｉ）−１ｎ（Ｍ３ｉ）；∀ｉ（１，．．．，ｎ）  （式１）
すなわち、測定点が総計ｎ個であれば、各々の空間点ｉに関する測定結果ＭＥｉは、式１に基づき、第１の測定Ｍ１ｉ、第２の測定Ｍ２ｉ及び第３の測定Ｍ３ｉから得られた空間点ｉに関する測定値に依存して決定される。
【００５４】
したがって、それぞれの測定点につき、第１の２つの測定から得られた強度に関する差が形成され、その際、半導体部品から発する電磁ビームの、全面が均一に照射される際に存在するベースレベルが第３の測定の減算によって除去される。こうして、結果として、電荷キャリアフローパターンに起因する横方向信号分布の空間分解データが得られるため、特に、半導体部品における直列抵抗分布に関する推定が可能である。
【００５５】
好適には、第１の２つの測定における部分領域は、照射された部分の電荷キャリアフローパターンが太陽電池の電気接点で電流が取り出される場合の電荷キャリアフローパターンに類似しているように設定される。好適には、この場合、最適動作点での通常の運転に類似した電荷キャリアフローパターンが生成され、特に、電荷キャリアフローは半導体部品において電気接点の方向、好ましくは半導体部品のバスバーの方向に流れる。
【００５６】
通常の太陽電池は光入射のために形成された前面に格子状の金属構造を有しており、その際、メタライジング線路は太陽電池の前面全体にわたって互いにほぼ平行をなして延びており（既述したバスバー）、同所からそれに比較してより細いメタライジングフィンガがほとんどの場合にバスバーに対して垂直をなして延びている。
【００５７】
好適には、シンク部分領域は、シンク部分領域の境界がバスバーないし半導体部品の端縁にほぼ一致するようにして選択される。
【００５８】
したがって、本発明による方法の好ましい実施形態において、例えば２本のバスバーを有するこの種の太陽電池の特性評価のために、第１の空間分解測定に際し、隣り合った２本のバスバーの間に位置するとともにこれらのバスバーならびに太陽電池の端縁によって境界付けられる第１の励起部分領域が励起ビームで照射され、その他の部分領域はシンク部分領域として励起ビームで照射されないかまたはより低い強度の励起ビームで照射される。
【００５９】
第２の空間分解測定に際しては、逆に、その他の部分領域が励起部分領域として励起ビームで照射され、第１の部分領域はシンク部分領域として励起ビームで照射されないかまたはその他の部分領域と比較して低い強度の励起ビームで照射される。
【００６０】
したがって、第１の空間分解測定に際しては、実質的に、バスバーの間の部分領域において電荷キャリアが生成される。これは照射されなかった部分領域に向かう電荷キャリアフローを生じさせるが、それは生成された電荷キャリアの再結合の主たる部分が同所で行われるからである。したがって、こうした配置によって、第１の測定に際し、バスバーの間の部分領域においてバスバーに向かう電荷キャリアフローパターンが生成されるが、それは、第１の部分領域から見て、照射されなかったかまたはごく僅かに照射されただけの部分領域がバスバーの後方に位置しているからである。
このことは、バスバーでの太陽電池の接触が生じて、電荷キャリアがバスバーから引き出される場合に類似した電荷キャリアフローパターンが存在していることを意味している。
【００６１】
したがって、決定的な利点は、太陽電池が接触なしで、接触に付された太陽電池のそれと同等な電荷キャリアフローパターンが生成されるということである。これにより、太陽電池の非接触式測定が可能となるため、太陽電池の測定に非常に短い測定時間と非常に僅かな技術コストが必要となるにすぎず、さらには、測定に際して太陽電池に電気接点による機械的負荷が加わることがない。
【００６２】
これは第２の空間分解測定についても同様である。この場合には、バスバーの間の領域は照射されなかったかまたはごく僅かに照射されただけの部分領域を表しているため、太陽電池のその他の部分領域において励起ビームによって分離された電荷キャリア対は、今回は第１の空間分解測定に比較して別の側から第１の部分領域に向かって、つまり特にバスバーに向かって流れることになる。
第２の空間分解測定においては、その他の部分領域において、太陽電池がバスバーで接触させられて、同所から電荷キャリアが引き出されるかのような電荷キャリアフローパターンが生成される。
第１と第２の空間分解測定のコンビネーションによって、太陽電池がバスバーで接触させられているかのような、太陽電池全体の電荷キャリアフローパターンが得られる。
【００６３】
太陽電池が励起ビームによって全面にわたって均一に照射される場合の第３の空間分解測定の考慮はもっぱら、基本的に太陽電池の照射時に太陽電池から発する、メタライジング線路に向かって流れる電流によって生成されるのではない電磁ビームを基準点として顧慮し、こうして、より容易かつより正確な評価を可能にするために行われるにすぎない。
【００６４】
本発明による測定方法の好適な形態において、半導体部品は、励起ビームを発生する光源の、半導体部品と光源との間の光路に光学フィルタが配置されることによって、所定の部分領域が所定の強度及び／または所定のスペクトルの励起ビームで照射される。
【００６５】
好適には、光源は、光学フィルタを中間に介在させることなく、半導体部品を全面にわたって均一に励起ビームで照射するように形成されている。光学フィルタの的確な配置及び／または的確な編成によって、半導体部品の所定の部分領域における所定の照射が達成される。
【００６６】
光学フィルタを、励起ビームに関する所定の吸収率を有する減光マスクとして形成するのが特に好適である。
【００６７】
好適には、ステップＢにおいて、半導体部品から発する電磁ビーム（反射）の測定は非接触式に行われる。特別の場合、電気接点を有する半導体部品において、既述したように、半導体部品の電気接点は接触させられていないのが好適である。
【００６８】
半導体部品から発する電磁ビームの非接触式測定は、特に光ルミネセンス測定法で行われるのが好適である。この光ルミネセンス測定法は太陽電池の特性評価向けにそれ自体公知であり、例えばＴ．Ｔｒｕｐｋｅ，  Ｅ．Ｐｉｎｋ，  Ｒ．Ａ．Ｂａｒｄｏｓ，ａｎｄ  Ｍ．Ｄ．Ａｂｂｏｔｔ，“Ｓｐａｔｉａｌｌｙ  ｒｅｓｏｌ−ｖｅｄ  ｓｅｒｉｅｓ  ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  ｏｆ  ｓｉｌｉｃｏｎ  ｓｏｌａｒ  ｃｅｌｌｓ  ｏｂｔａｉｎｅｄ  ｆｒｏｍ  ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ  ｉｍａｇｉｎｇ”，  Ａｐｐ−ｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ  ９０，  ０９３５０６（２００７）に述べられている。上記文献はその内容全体が参考として本明細書で援用される。
【００６９】
再結合プロセスに際して放出される光ルミネセンス放射に代えて、半導体部品の熱放射を空間分解測定するのも同じく好適である。したがって、さらに別の好適な形態において、ステップＢにおける空間分解測定はＩＬＩＴ法（「Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｅｄ  Ｌｏｃｋ−ｉｎ  Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｐｈｙ」）によって実施される。このＩＬＩＴ法は太陽電池の特性評価向けにそれ自体公知であり、特別の場合、Ｊ．Ｉｓｅｎｂｅｒｇ，  Ｗ．Ｗａｒｔａ，  Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．  ９５（９）  ５２００  （２００４）に述べられている。上記文献はその内容全体が参考として本明細書で援用される。
【００７０】
本発明はさらに、前面及び裏面を有する半導体部品用の測定装置に関する。この測定装置は、励起ビームで半導体部品の前面または裏面あるいは両面を面状に照射するための光源ならびに半導体部品から発する電磁ビームの空間分解測定を行うための少なくとも１つの検出ユニットを含んでいる。
【００７１】
重要な点は、測定装置がさらに、半導体部品と光源との間の光源光路に配置された調性ユニットを含んでいることである。この調性ユニットは、光源と半導体部品との間の光路に場合により配置可能な少なくとも１つの光学フィルタを含んでいる。光源のビームは所定の部分領域において、この光学フィルタによって、強度及び／またはスペクトル分布の点で影響を受ける。
【００７２】
したがって、光源と太陽電池との間の光路に光学フィルタを場合により配置することにより、所定の部分領域において半導体部品の照射ビームに強度及び／またはスペクトル分布の点で影響を与えることができるため、光源のビームに請求項１に記載の測定方法が実施可能となるように影響を与えることができる。すなわち、特に、半導体部品は半導体部品によって生成された励起ビームで全面にわたって均一に照射されるのではなく、場合により配置された光学フィルタによって半導体部品の様々な所定の部分領域がそれぞれの部分領域にとって所定の強度及び／またはスペクトル分布の励起ビームで照射されるということである。
【００７３】
好適には、光学フィルタは、光源のビームを少なくとも１つの所定の部分領域において強度の点で所定の率に、好ましくは１０分の１に、特に１００分の１に減少させる減光マスクとして形成されている。光学フィルタを絞りとして形成すること、すなわち、光学フィルタは励起ビームを完全に吸収及び／または反射するのが特に好適である。
【００７４】
本発明による測定装置の好適な形態において、上記調性ユニットは、光学フィルタを光源のビームの主軸に対して垂直方向にずらして、光学フィルタが場合により半導体部品の所定の部分領域を光源から遮るようにするスライド機構を含んでいる。
【００７５】
本発明による測定装置のさらに別の好適な形態において、上記調性ユニットは、少なくとも１つの光学フィルタが揺動可能に配置されたホルダを含んでいる。フィルタは、この場合、光源のビームの主軸に対して平行な位置または垂直な位置に場合により揺動し得るようにして配置されている。
【００７６】
したがって、光源のビームの主軸に対して平行な位置において、ビームは光学フィルタによって、無視できる程度の僅かな影響を受けるにすぎない。そのため、好ましくは、光学フィルタは５ｍｍ以下、さらに好ましくは３ｍｍ以下の僅かな厚さで面状に形成されている。
【００７７】
他方、フィルタが光源のビームの主軸に対して垂直な位置に揺動させられる場合には、フィルタは所定の部分領域において光源のビームに影響を及ぼし、それに応じて、半導体部品も、フィルタがビームの主軸に対して垂直な位置にあれば、所定の部分領域のみが励起ビームないし所定の強度及び／またはスペクトル分布の励起ビームで照射されるだけである。
【００７８】
好適には、上記調性ユニットは、光学フィルタと相互作用して、光学フィルタを光源のビームの主軸に対して場合により相対揺動又は回転させることのできる揺動機構を含んでいる。この揺動機構は、電気制御信号によって制御され、それゆえ、電気制御信号によって光学フィルタの位置決めをプリセットすることのできる電動揺動機構として形成されているのが特に好適である。
【００７９】
さらに別の好適な形態において、本発明による測定装置は少なくとも１つの第２の光学フィルタと第２の揺動機構とを含んでおり、この場合、双方の光学フィルタはそれぞれに対応する揺動機構によって互いに独立して揺動可能である。
【００８０】
さらに別の好適な形態において、本発明による測定装置は少なくとも１つの光学フィルタと、該フィルタと連携するスライド機構とを含んでいる。スライド機構は、光学フィルタが基本的に光源のビームの主軸に対して垂直方向に変位し得るように形成されている。したがって、フィルタはスライド機構によって光源のビームを横断して変位可能とされるため、測定さるべき半導体部品上に移動式のフィルタの陰影が生じ、こうして、半導体部品はフィルタのスライド行程において部分的に遮光され、その際、陰影領域はフィルタのスライド量と共に変化することになる。
【００８１】
さらに別の有利な実施形態において、上記調性ユニットと光源とは１つの装置に統合され、その際、調性ユニットは、光源の励起ビームで照射される半導体部品の当該部分領域がコンピュータによってプリセットし得るように形成されている。光源と調性ユニットとは市販のビデオプロジェクタ（「Ｂｅａｍｅｒ」）として組み合わされているものが特に好適である。
【００８２】
本発明による測定装置ならびに本発明による測定方法は、太陽電池または、製造工程における太陽電池の中間的製品であって、前面または裏面に少なくとも１本のメタライジング線路が形成されている中間的製品の特性評価に特に適している。これらのメタライジング線路は、すでに上述したように、「バスバー」とも称される。メタライジング線路で覆われた太陽電池の表面領域では、ビームは一般にメタライジング線路によって反射されかつ／または吸収されるため、太陽電池への電磁ビームの直接の入射は不可能である。
【００８３】
したがって、好適には、光学フィルタは、それが光源のビームの主軸に対して平行に配向される場合に、このフィルタによって生じる陰影が、光源のビームの１部分領域であって、線状メタライジング線路に対応する領域にほぼ該当するようにして上記調性ユニットに配置されている。
【００８４】
したがって、光学フィルタは、それが光源のビームの主軸に対して平行な位置にある場合に、光学フィルタの陰影がメタライジング線路にほぼ投影されるように配置されているた。このため、光学フィルタがこのように配向されている場合、太陽電池のすべての関係部分領域は、励起ビームで照射される。
【００８５】
ステップＢにおいて検出される電磁ビームの種類と、これを検出する検出ユニットの構成とは、所望の測定方式に応じて変更可能である。その意味で、例えば、半導体部品における電荷キャリアの帯間再結合は一般に発光下で生ずることが知られている。いわゆる光ルミネセンス（ＰＬ）法において、この事情は空間分解測定に利用される。同じく、熱撮像カメラを用い、局所熱放射の空間分解測定によって、電流に起因する半導体部品の横方向熱分布を空間分解して検出するサーモグラフィー測定法も知られている。同じく、ステップＢにおいて当該電磁ビームのために別の空間分解測定を使用することも本発明の範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明による測定方法の実施例のフローを概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００８７】
以下、図面を参照して、本発明による方法のその他の特徴及び好適な形態を説明する。
【００８８】
図１は、太陽電池として形成された、メタライジング構造のバスバーである、互いに平行に延びる２本のメタライジング線路２ａと２ｂとを有する半導体部品１を測定するための本発明による測定方法の実施例の使用態様を示している。
【００８９】
測定には、２つの光学フィルタを備えた１つの調性ユニットが増備された従来の光ルミネセンス測定装置が使用される。
【００９０】
電池は測定に当たり電気的接触に付されない。総計で３つの測定が実施され、それぞれの測定に際し、測定装置のカメラによってそれぞれ測定時間１秒間の撮影が実施される。３つの測定は、励起ビームの絞り込み条件の相違によって異なっているにすぎない。この場合、測定面は図１のａ），ｂ），ｃ），ｄ）にそれぞれ示された太陽電池の前面である。
【００９１】
第１の測定（図１のａ））にあたり、第１のステップＡにおいて、メタライジング線路２ａ及び２ｂならびに太陽電池の端縁によって区切られた部分領域が光学フィルタによってシンク部分領域として減光される（横じまマーキングによって表されている）ため、メタライジング線路２ｂから出発して太陽電池の上側端縁に達するまでの部分領域と、メタライジング線路２ａから出発して太陽電池の下側端縁に達するまでの部分領域のみが励起部分領域として励起ビームで照射される。
【００９２】
また相応して、入射励起ビームによる電荷キャリアの有意な分離も後に挙げた太陽電池の２つの部分領域のみで生ずるために、太陽電池のこれらの領域から、メタライジング線路２ａ及び２ｂの方向に、図１の太陽電池上に示した矢印で示唆された横断流れが発生する。
【００９３】
先述したように、これにより、メタライジング線路２ａ及び２ｂの電気的接触によって電荷キャリアがこれらのメタライジング線路から外部電流回路へ導出され、それに応じて、太陽電池内にメタライジング線路に向かう横断流れが発生する、接触に付された太陽電池に相当する電荷キャリアフローパターンが生成される。
【００９４】
第２の測定（図１ｂ）にあたっては、照射が反転されて、測定像が撮影される。すなわち、第２のステップＡにおいて、両側の外側部分領域はシンク部分領域として減光され（横じまマーキングによって表示）、メタライジング線路２ａ及び２ｂならびに太陽電池の左右の端縁によって区切られた中央部領域が励起部分領域として励起ビームで照射される。
【００９５】
この場合にも、太陽電池内にメタライジング線路２ａ及び２ｂの方向に横断電流が発生し、これにより、太陽電池の中央部領域につき、電気的接触に付された太陽電池の状態がシミュレートされるという効果が現れる。
【００９６】
したがって、この実施例において、接点部分領域は先に述べたように単に、バスバーによってカバーされ、ただしメタライジングフィンガによっては覆われていない領域として定められている。さらに、測定面は接点部分領域によってセグメント化され、それぞれのステップＡにおいて、それぞれの励起部分領域はそれぞれ１セグメントを覆い、それぞれ隣接するセグメントはシンク部分領域によって覆われている。
【００９７】
さらにこの実施例において、励起部分領域及びシンク部分領域はそれぞれ太陽電池の端縁と接点部分領域とによって境界付けられ、かつ、この限界内でそれぞれ最大の広がりを有している。この最大広がりに関して言えば、バスバーは太陽電池の端縁に直接達しておらず、端縁との間に僅かな間隔を有しているとの点は無視されたままである。接点部分領域による区切りは、バスバーの両端と太陽電池の両側端縁との間の僅かな間隔につき、接点部分領域が太陽電池端縁まで延長されていると想定することによって補完される。
【００９８】
第１と第２の測定に際し、それぞれ、測定装置のカメラによって光ルミネセンス放射の空間分解像が撮影される。
【００９９】
第３の測定（図１ｃ）にあたっては、ステップＡ’において、励起ビームの減光が行われることなく、太陽電池全体が励起ビームによって照射される。
これら３つの測定像はそれぞれの測定点につき評価ステップにおいて上述した式１に準拠して互いに相殺計算される：最初の２つの測定像は測定強度に関して加算（「＋」を付した三角形シンボル）されて表示されるため、それぞれメタライジング線路２ａ及び２ｂに向かう電荷キャリアフローパターンを有した太陽電池全体の空間分解測定像が得られる。第３の測定の空間分解測定像はそれぞれの空間点につき減算（「−」を付した三角形シンボル）されるが、その際、式１に基づいて対数測定値が使用される。
【０１００】
かくて、例えば図１ｄ）に概略的に３つの楕円で表されているような、場合によって存在する局所的に高まった直列抵抗の認められる図１ｄ）に示した直列抵抗像が得られる。
【０１０１】
したがって、本発明による測定方法によって初めて、電気的接触に付されていない太陽電池において、特に太陽電池のメタライジング線路からの電荷キャリアの導出下で外部電流回路に接続された太陽電池に相当する条件下での測定を行うことが可能である。
【０１０２】
これにより、太陽電池の特性評価を行うための空間分解測定を低コストかつ迅速な形で実施することができる。したがって、本発明による測定方法ならびに本発明による測定装置は特にインライン運転に適しており、すなわち、測定さるべき太陽電池をそのためにわざわざ生産ラインの流れから取り出す必要のない、生産ラインで製造された太陽電池の連続的な特性評価に適している。特に、太陽電池を電気的接触に付して行われる、コスト高を将来すると共にエラー発生率の高い測定は不要となる。
【図１】
0005489107.tif 000002