(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光起電積層体の効率を高める方法であって、
前記光起電積層体における局在分路欠陥の位置を特定する位置特定ステップと、
前記局在分路欠陥によって発生する分路効果を減少させるように、前記局在分路欠陥の位置における光起電積層体の少なくとも一部を電気的に分離するステップであって、前記局在分路欠陥の周囲をリング形状に除去することによって分離が行われ、該リング形状によって包含される面積が、前記局在分路欠陥によって分路された前記光起電積層体の面積よりも小さい、分離ステップと、
から成ることを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、前記位置特定ステップは、光ビーム誘導電流及び電子ビーム誘導電流の少なくとも１つを検知することによって行われることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１記載の方法において、前記分離ステップは、前記局在分路欠陥の位置において前記起電積層体の少なくとも一部を除去することによって行われることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１記載の方法において、前記分離ステップは、前記局在分路欠陥の位置における、前記局在分路欠陥、透明導電性酸化物層、光起電層、及び背面コンタクト層の内少なくとも１つのレーザ切除によって行われることを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１記載の方法において、前記分離ステップは、透明導電性酸化物層、光起電層、及び背面コンタクト層の少なくとも１つを、刻み込みによって除去することを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１記載の方法において、前記位置特定ステップ、及び前記分離ステップは、前記局在分路欠陥の位置を特定するための相対的に弱いビームを選択的に生成し、更に前記光起電層の少なくとも一部を電気的に分離するための相対的に強いビームも選択的に生成する単一のビーム源の使用によって行われることを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１記載の方法において、前記分離ステップは、（ａ）前記光起電層の背面コンタクトの全て、（ｂ）前記光起電層の光起電層の全て、及び（ｃ）透明導電性酸化物層の全ての内の少なくとも１つを、前記局在分路欠陥の位置周囲を取り囲むリング形状に除去することを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１記載の方法において、前記分離ステップは、（ａ）前記光起電層の背面コンタクトの少なくとも一部、（ｂ）前記光起電層の光起電層の少なくとも一部、及び（ｃ）透明導電性酸化物層の少なくとも一部の内の少なくとも１つを、前記局在分路欠陥の位置においてリング形状に除去することを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項１記載の方法において、前記分離ステップは、低温レーザ光化学切除及びレーザ熱切除の少なくとも一方によって行われることを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項１記載の方法において、前記光起電積層体における局在分路欠陥の位置を特定するステップは、ビームを前記光起電積層体全域で走査する際に前記光起電積層体が生成する電流の変化を測定することによって行われることを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１記載の方法において、前記光起電積層体における局在分路欠陥の位置を特定するステップは、分光偏光解析法及びフォトルミネセンス・マッピングの少なくとも１つを同時に行うことを特徴とする方法。
【請求項１２】
光起電積層体の効率を高める方法であって、
ビームを前記光起電積層体の全域で走査する際に前記光起電積層体が生成する電流の変化を測定することによって、前記光起電積層体における局在分路欠陥の位置を特定する位置特定ステップと、
前記局在分路欠陥によって生ずる分路効果を除去するように、前記局在分路欠陥を取り囲むリング形状に、前記光起電積層体の少なくとも一部をレーザで切除することによって電気的に分離するステップであって、リング形状によって包含される面積が、前記局在分路欠陥によって分路された前記光起電積層体の面積よりも小さい、分離ステップと、
から成ることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電池の分野に関する。更に特定すれば、本発明は、薄膜光電池の効率を低下させる原因となる異常の低減に関する。
【背景技術】
【０００２】
商用薄膜光電池は、約４枚から約１３枚の層の積層体で作成されており、これらの層の厚さは、一般に数十ナノメートルから数ミクロンの範囲である。これらの構造は、層の厚さを決定するための分光偏光解析法、又は層の厚さや層の組成を決定するための分散Ｘ線微小分析のような、基板上の薄膜についての分析技法全てに適している。
【０００３】
現在、商用生産されている薄膜光電池には、主に３種類あり、アモルファス・シリコン、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、及びジセレン化銅インディウム・ガリウム（ＣＩＧＳ：copper indium gallium diselenide)である。今後、効率を高めるために一層複雑な構造が調査されるに連れて、多くの新たな種類が商用に導入されることが期待されている。例えば、ＣＩＧＳ電池は、一般に、ガラス基板上に成長し、厚さ約１ミクロンの背面モリブデン・コンタクトと、厚さが約２ミクロンのＣＩＧＳのアクティブｐ層と、厚さが約３０ナノメートルのＣｄＳのアクティブｎ層と、厚さが約１ミクロンのＺｎＯのような、透明導電性酸化物層と、厚さが約１００ナノメートルの反射防止ＭｇＦ２コーティングで構成されている。
【０００４】
小さな面積（約１平方センチメートル未満）の薄膜光電池サンプルの研究室での測定では、結晶シリコンから得られた効率に比肩し得る効率が実証されている（テルル化カドミウム及びＣＩＧＳ光電池双方に対して１５％以上）。しかしながら、大きな商用薄膜光電池モジュール（約１平方メートル程度）は、効率が遥かに低く、小さなサンプルから得ることができる効率の約１／２〜約２／３となるのが通例である。
【０００５】
このテルル化カドミウム・モジュールについての効率下落の多くは、順方向にバイアスされている電池の局在領域による可能性が高い。これを「弱微小ダイオード」(weak microdiode)と呼んでいる。ＣＩＧＳモジュールは、同様の構造を有し、恐らくは同じ欠陥を生ずる虞れがある。薄膜光電池は、平均開放回路電圧ＶｏＣを有するダイオードのアレイとしてモデル化することができる。粒子サイズ（ミクロン単位の直径）程度の膜の小面積は、場合によっては、近隣領域よりも相対的に遥かに低いＶｏｃを有する可能性がある。この相対的に低いＶｏｃ領域は、周囲の相対的に高いＶｏｃ領域によって順方向にバイアスされ易くなっており、これによって周囲領域から背面コンタクトに光電流を分路（シャント）させ、このために負荷全体から光電流を転換させ、これによって電池の効率が低下する。この電流、したがって電池の分路（シャント）面積は、少なくとも部分的に、電流の弱い微小ダイオードの順方向バイアスに対する指数的依存性によって、かなり大きくなる可能性がある。この問題は、多くの場合、薄膜光電池だけに生ずる。これは、薄膜の厚さが材料の結晶粒サイズと同様であるため、Ｖｏｃの変動が薄膜材料の深さによって平均化され難いからである。
【０００６】
弱微小ダイオードによって分路される面積のモデルの１つが、Ａ＝π（ｄＶ）／ｐｊで表される。面積Ａは、面抵抗ｒｈｏ、光電流密度ｊ、及び弱微小ダイオードの開放回路電圧と周囲領域の平均開放回路電圧との間の差ｄＶに関して表される。例えば、直射日光においては、効率が約１０パーセントの電池であれば、１平方センチメートル当たり、発生する光電流の密度は約２０ミリアンペアとなる。約１０オーム／平方という典型的な透明導電性の酸化物面抵抗、約３００ミリボルトの弱微小ダイオード開放回路電圧、及び６５０ミリボルトの平均開放回路電圧を用いると、弱微小ダイオード領域によって分路される面積は、約５．５平方センチメートルと判断される。これは、約５５０ミリワットの入射日光を表す。この光量は、弱微小ダイオードを飽和させると言われているので、追加光からの光電流は分路されず、代わりに負荷を通過する。飽和に達するのは、分路電流及び透明導電性酸化物の抵抗の平均積が、開放回路電圧ｄＶの差にほぼ等しいときである。
【０００７】
ＣｄＴｅ光電池に対するこの問題を軽減するために用いられている１つの方法は、殆どアニリンだけを含有する電解質溶液でモジュールを処理することである。このモジュールは、最終コンタクトを被着する前に処理される。この方法は、約２〜３パーセントから１１パーセントに、ＣｄＴｅ電池の効率を向上させることができる。処理の間、溶液からのイオンが表面に移動し、分散して材料表面上におけるＶｏｃのばらつきを減少させることによって、弱微小ダイオードが形成される可能性を低下すると考えられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、アニリン処理は、背面コンタクトの堆積（デポジット）から開始し、透明導電性酸化物コンタクトの堆積で終了して基板上に成長させるＣＩＧＳのような光電池である、基板構成光電池には、適切ではない場合がある。基板構成電池の場合、アニリン層が、透明導電性酸化物を被着する前に、日光に露出される表面上に堆積されることになる。しかしながら、アニリンは、日光において光子劣化が生じて、半減期が約３．５時間である１／２のライフタイムとなる。上層電池(superstrate cell)であっても、現場におけるアニリン層の所望の長期信頼性（好ましくは、約３０年）は、未知である。
したがって、少なくとも部分的に、前述したような問題を克服するシステムが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述の及びその他の要望は、光起電積層体における局在分路欠陥の位置を特定し、局在分路欠陥によって発生するいずれの分路効果をも減少させるように、局在分路欠陥の位置における光起電積層体の少なくとも一部を電気的に分離することによって、光起電積層体の効率を高める方法によって実現される。
【００１０】
このように、光電流を分路する局在分路欠陥を電気的に分離し、効果的に光電気から除去する。最悪の局在分路欠陥を電気的に分離することにより、処理以前における約１２パーセントの効率から、処理後の約１５パーセントの効率まで、２５パーセントパネル１０の効率を高めることができる。効率が約２５パーセント向上すると、製造業者は１メートル平方のパネル当たり約３０ワット余分に売ることができる。
【００１１】
局在分路欠陥の位置を特定するステップは、例えば、光ビーム誘導電流及び電子ビーム誘導電流の少なくとも１つを検知することによって行うことができる。局在分路欠陥の位置における光起電積層体の少なくとも一部を電気的に分離するステップは、レーザ切除によって行うことが好ましい。これらのステップは、局在分路欠陥の位置を特定するための相対的に弱いビームを選択的に生成し、更に光起電層の少なくとも一部を電気的に分離するための相対的に強いビームも選択的に生成する単一のビーム源の使用によって行うとよい。
【００１２】
局在分路欠陥を電池の残り部分から電気的に分離するには、透明導電性酸化物層又は背面コンタクト層に、局在分路欠陥の位置を取り囲むリング又はその他の閉形状を刻み込むとよい。他の実施形態では、光起電積層体の背面コンタクト層の少なくとも全てを、局在分路欠陥の位置において電気的に分離し、光起電積層体の光起電層の少なくとも全てを、局在分路欠陥の位置において電気的に分離し、又は、光起電積層体の透明導電性酸化物層の少なくとも全てを、局在分路欠陥の位置において電気的に分離する。
【００１３】
局在分路欠陥の位置における光起電積層体の少なくとも一部を電気的に分離するには、低温レーザ光化学切除及びレーザ熱切除の少なくとも一方によって行うとよい。光起電積層体における局在分路欠陥の位置を特定するには、ビームを光起電積層体全域で走査する際に光起電積層体が生成する電流の変化を測定することによって行うとよい。光起電積層体における局在分路欠陥の位置を特定するステップは、分光偏光解析法及びフォトルミネセンス・マッピングの少なくとも１つを同時に行うことができる。
【００１４】
光起電積層体における局在分路欠陥の位置を特定するステップは、好ましくは、光起電積層体上に配置した透明導電性酸化物によって行う。また、このステップは、局在分路欠陥を飽和させるのに必要な光を減少させるために、局在分路欠陥の開放回路電圧よりも多少高い値に、光起電積層体の負荷にかかる電圧を規制することを含むことが好ましい。これによって、局在分路欠陥から飽和電流を生成するために用いられるビームの強度を増大させずに、局在分路欠陥の空間分解能を高める。
【００１５】
本発明の別の態様によれば、光起電積層体の有効回路からの、局在分路欠陥によって生ずる電流分路を検出し除去するように構成された装置について記載する。第１ビーム源が、光起電積層体における局在分路欠陥の位置を特定するための第１ビームを生成する。第２ビーム源が、局在分路欠陥によって発生するいずれの分路効果をも減少させるように、局在分路欠陥の位置における光起電積層体の少なくとも一部を電気的に分離するための第２ビームを生成する。
【００１６】
本発明のこの態様の種々の実施形態において、第１ビーム源及び第２ビーム源は、異なる特性を有する少なくとも２つのビームを生成するように構成された１つのビーム源である。第１ビームは、電流を誘導することによって、局在分路欠陥の位置を特定することが好ましい。実施形態によっては、第３ビームが光起電積層体を刻み込む。第１ビーム源、第２ビーム源、及び第３ビーム源は全て、異なる特性を有する少なくとも２つのビームを生成するように構成された１つのビーム源であってもよい。第１ビームは、電池の品質を監視するために、分光偏光解析法及びフォトルミネセンス・マッピングの少なくとも１つを同時に行うことができる。
【００１７】
本発明の一実施形態では、直列接続部を作成するためにパネルを刻み込む際に用いるのと同じレーザによって、切除を行う。好ましくは、別個のビームが、光電流を誘導することによって、局在分路欠陥の位置を特定し、次いで局在分路欠陥の位置座標を、電池を刻み込むために用いられる器具に中継する。実施形態によっては、第３ビームが光起電積層体を刻み込む。第１ビーム源、第２ビーム源、及び第３ビーム源は全て、異なる特性を有する少なくとも２つのビームを生成するように構成された１つのビーム源であってもよい。このビームは、電池の品質を監視するために、分光偏光解析法及びフォトルミネセンス・マッピングの少なくとも１つを同時に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
これより図１を参照すると、光電池１０における、前述の弱微小ダイオード欠陥のような、局在分路欠陥１４の検出のための機能図が示されている。本発明の好適な実施形態によれば、局在分路欠陥１４は、電池１０からの光電流１８を位置の関数として測定することによって、検出することが好ましい。図１に示すように、レーザ又はランプのような光源１２を、電池１０の一部上にあるスポットに合焦させる。光１２からの光電流１８を、電池１０に取り付けられている負荷２１の抵抗に直列な電流計２０によって測定する。負荷抵抗２１間の電圧を規制することにより、負荷２１に送出される光電流１８にかかわらず、一定バイアスを電池１０に供給することが好ましい。このような一定電圧は、光電流１８がビーム１２の位置と共に変化するときの、局在分路欠陥１４の順方向バイアスの変化を低減、好ましくは排除するためには望ましい。
【００１９】
好ましくは、光源によって、局在分路１４を飽和させるのに十分な光１２を供給し、測定される光電流１８が常に正となるようにする。前述の光電池のパラメータ例では、電池１０を約６５０ミリボルトにバイアスし、スポットの直径が約２．６センチメートルの局在分路欠陥１４をほぼ中心にしてビーム１２を当てる場合、ほぼ日光の強度の約５５０ミリワットの光を用い、約３００ミリボルトの開放回路電圧で局在分路欠陥１４を飽和することが好ましい。
【００２０】
ビーム半径はＲ〜sqrt(dV/j)であるので、分解能はビーム１２の強度と共に高くなり、更に局在分路欠陥１４の開放回路電圧と負荷２１間のバイアス電圧との間の電圧差ｄＶの減少と共に高くなる。本例では、光パワーを約１．５ワットに増大し、バイアス電圧を約３５０ミリボルトに減少させることによって、局在分路欠陥１４を含むことが疑われる領域の面積を約１／２０に縮小することができる。この手順には、偶然高い開放回路電圧を有する電池１０において、他の隣接する局在分路欠陥をオフにするという別の効果もある。
【００２１】
ビーム１２のスポットが局在分路欠陥１４から離れるように移動すると、透明導電性酸化物２２によるビーム１２と局在分路欠陥１４との間の抵抗が増加する方向に向かうので、局在分路欠陥１４を飽和させるのに必要な光電流１８が減少し、電流計２０を通る光電流１８は増大することになる。このように、一定バイアスにおける電流計２０による測定が、局在分路欠陥１４の位置特定を可能にする。
【００２２】
局在分路欠陥１４の位置を特定するには、他の方法を用いることもできる。電子ビーム誘導電流によって分析を行えば、局在分路欠陥１４の位置を特定することができる。また、この分析は、照明下における高温測定によって行い、分路光電流１８による局在分路欠陥１４の加熱を検出することもできる。また、この分析は、ケルビン・プローブによって行い、透明導電性酸化物２２や背面コンタクト３２のいずれかが被着する前に、直接開放電圧を測定することもできる。
【００２３】
局在分路欠陥１４を発見した場合には、図２及び図３に示すように、レーザ切除によって電気的に分離することが好ましい。ここで用いる場合、「電気的に分離する」という句は、局在分路欠陥１４を大きな電気回路から効果的に「除去」することができる多数の異なる方法の１つ以上を指す。例えば、電気的分離は、局在分路欠陥１４がある材料を完全に除去することによって達成することができる。また、電気的分離は、透明導電性酸化物層２２や背面コンタクト３２の１つ以上というような材料を含む、局在分路欠陥１４の近傍における材料を除去することによっても達成することができる。更に、これらの材料の１つ以上は、これらを除去する以外の何らかの方法で変更してもよい。この変更により、材料の１つ以上がもはや電流を導通させないようにすることによっても、局在分路欠陥１４を電気的に分離する。
【００２４】
また、局在分路欠陥１４を大きな回路から効果的に「除去する」ように、局在分路欠陥１４の位置を取り囲むことによっても達成することができる。この場合も、何らかの方法で局在分路欠陥１４の位置の周りにある材料を除去すること、又は、例えば材料内の原子種の浸含によるというような、それ以外の何らかの方法でそれを非導電性にすることによって、達成することができる。このように、局在分路欠陥１４を電気的に分離することができる多くの異なる方法が考えられる。
【００２５】
ＣＩＧＳのような基板構成では、図２及び図３に示すように、一般に、その製造は、背面コンタクト層３２の堆積から開始し、局在分路欠陥１４を含有する光起電材料１０を、好ましくは、リング１１を彫り込むことによって又は透明導電性酸化物２２によるこのような閉鎖形状によって分離し、局在分路欠陥１４を含有する領域を電気的に分離する。リング刻線（スクライブ）１１によって囲まれる区域は、局在分路欠陥１４によって分路される電池の面積よりもはるかに小さいことが好ましい。あるいは、局在分路欠陥１４自体を、刻線１３による等で、切除する。好ましくは、刻線１３及び刻線１１の両方ではなく、一方又は他方を用いて局在分路欠陥１４を電気的に分離する。光起電材料１０及び背面コンタクト３２も、この刻み込み過程の間に除去してもよいが、必ずしも除去しなくてもよい。刻み込み過程では、例えば、紫外線レーザ１２による低温光化学切除を用いて、透明導電性酸化物２２の材料を除去することが好ましい。
【００２６】
図４及び図５に示すように、通例透明導電性酸化物層２２の堆積から開始して製造するＣｄＴｅのような上層構成(superstrate configuration)では、局在分路欠陥１４を電気的に分離するには、背面コンタクト層３２を貫通するリング又はその他のこのような閉形状を刻み込むことが好ましい。この場合も、刻み込みは、局在分路欠陥１４の位置のみにおいて、背面コンタクト３２を除去すればよい。刻み込みは、図示のように、背面コンタクト層３２だけを除去すればよく、あるいは付加的に、光起電材料１０及び透明導電性酸化物２２の一方又は双方を、全体的又は部分的に除去してもよい。
【００２７】
一実施形態では、局在分路欠陥１４の位置において、光起電材料１０の全てを基板２４まで切除によって除去する。更に別の実施形態では、局在分路欠陥１４の位置における透明導電性酸化物２２の全てを、基板構成（図２及び図３）において切除するか、あるいは局在分路欠陥１４の位置における背面コンタクト３２の全てを、上層構成において切除する（図４及び図５）。更にまた別の実施形態では、局在分路欠陥１４の位置における光起電材料１０の全てを、基板２４まで切除する。切除は、合焦イオン・ビーム（イオン・ミリング）を用いることによって又は機械的穿孔によってというように、レーザ以外の手段によって行ってもよい。
【００２８】
実施形態によっては、レーザ又はその他のビーム源１２を、分析及び切除の双方に用いる場合もある。これらの実施形態では、レーザ１２は、分析段階では減衰させて、電池１０を損傷しないようにすることが好ましく、あるいは切除段階では、Ｑ切換を行う(Q-switched)。
【００２９】
各電池モジュール１０のＸＹ位置分析から得られたデータは、モジュール１０の製造中における膜１０の堆積についての設定値を調節するためのフィードバックとしても用いることができる。例えば、分析において偏光レーザ光１２を用いること、及び分光偏光解析法を同時に用いて、膜における厚さ又は平均粒子サイズをＸＹ位置の関数として監視することも有用となることもある。少数キャリア再結合を監視するためのフォトルミネセンス・マッピング(photoluminescence mapping)は、本発明の好適な実施形態において行われるレーザ分析に用いることができる、別の診断方法である。
【００３０】
分析の間、素早く粗い「パイロット」分析を行って、所定の閾値よりも低い効率というような比較的低い効率を有し、したがって１つ以上の局在分路欠陥１４を含有する可能性が高いパネル１０の領域を識別すると、効果的な場合がある。粗い即ちパイロット・マッピングは、ぼかしたビーム１２スポットを用い、負荷２１間の規制バイアス電圧を高くして行うことができる。このマッピングからの結果を、前述のように、フォトルミネセンス又は分光偏光分析法のために分析し、パネル製造のプロセス制御のためにフィードバックを与えることが好ましい。パネルの低効率領域が発見された場合、ビーム１２を合焦に近づけ、バイアス電圧を低下させて、これらの領域について精細な分析を行い、レーザ１２による切除が局在分路欠陥１４を電気的に分離又は除去するのに十分小さい区域内で、有意性の高い局在分路欠陥１４を特定することが好ましい。
【００３１】
上層（superstrate）電池１０（図４及び図５）では、分析レーザ１２とは別個のレーザ３０を切除のために用いることが好ましい。これは、光起電材料１０は、光を電池１０に向けて伝達し電池１０を支持する基板として作用する厚いガラス上層２４を切除するのを回避するために、反対側から切除することが好ましいからである。一実施形態では、分析及び切除双方を行うことが好ましい器具の較正の間、レーザ３０を分析レーザ１２と整合させることが好ましい。
【００３２】
２５ミクロンのポリイミド上のＣＩＧＳのように、非常に薄い基板上にある光起電電池１０の場合、実施形態によっては、光起電材料１０及び背面コンタクト３２と共に基板を除去することが好ましい。加えて、実施形態によっては、直列接続部を作成するためにパネルを刻み込む際に用いるのと同じレーザによって、切除を行うことが好ましい。例えば、分析からの局在分路欠陥１４に対する位置座標は、刻み込みを行うのと同じレーザによって局在分路欠陥１４を切除するように、刻み込みレーザに入力することができる。
【００３３】
本発明の種々の実施形態は、例えば、薄膜ＣＩＧＳ光起電電池用の商用生産ラインで実施することができる。分析は、透明導電性酸化物コンタクト膜２２の堆積後に、完成しているが、まだ刻み込まれていない、パネル１０上に２ワットの光源を合焦することによって行う。１メートル平方のパネル上において、数百の最悪の局在分路欠陥１４が見つかる。次いで、これらの局在分路欠陥１４は、透明導電性酸化物層２２のレーザ切除によって電気的に分離され、局在分路欠陥１４を含ませるように、分析から判断される位置を取り囲む円形リングを刻み込む。切除工程をレーザ刻み込みと統合して、パネル内において光電池１０間に直列接続形成する。
【００３４】
最悪の局在分路欠陥１４の除去により、処理以前における約１２パーセントの効率から、処理後の約１５パーセントの効率まで、パネル１０の効率を２５パーセント高めることができる。効率が約２５パーセント向上すると、製造業者は１メートル平方のパネル当たり約３０ワット余分に売ることができ、光電池の価格がワット当たり約３ドルであるとすると、パネル当たり約９０ドルの利益が余分に得られる。これは、各パネルを検査し修理するために３０分、工具のために約２５パーセントの不稼動時間を想定すると、製造業者にとっては、年間約百万ドルを超える利益となる。
【００３５】
図６は、本発明の好適な実施形態による、前述の方法を実施するためのシステム１００を示す。システム１００は、好ましくは、通信ライン１１４を通じてというようにして、システム１００の他の構成要素から入力を受け取り、これらに制御及びその他の信号を送る。光電池１０を含む作業片を、好ましくは、ある種のステージ１１０上に配置する。これは、１つ以上のビーム源１０２、１０４、及び１０６に対して電池１０を移動させるようにどうか可能である。あるいは、電池１０は固定することができ、ビーム源１０２、１０４、及び１０６を電池１０に対して移動させることができる。最も好ましくは、ビーム１２、３０、及び１０８がいずれの側からも電池１０に当たるように、電池１０を保持又は移動させる。
【００３６】
３ビームの場合、電池を刻み込むために通常用いられるビームは、通例、欠陥を切除するために用いられるビームとは同一ではない。検査／切除／刻み込み、又はそのいずれの組み合わせでも、異なる段階において行うことができる。例えば、ビーム１０２は、検査し座標を太陽電池上の基準点に関係付けることができ、ビーム１０４はこれらの同じ基準点を、生産ラインにおける別個の段階に位置付け、次いで切除を行うことができる。その他の組み合わせも全て、ここでは想定するものとする。
【００３７】
一実施形態では、唯一のビーム源はビーム源１０２であり、これが生成するビーム１２は、前述の種々の任意の態様の１つ以上においても、前述のように電池１０を分析して局在分路欠陥１４を発見し、次いで局在分路欠陥１４を切除する双方のために構成されている。更に別の実施形態では、ビーム１２は、電池１０を刻み込むために用いることができる。しかしながら、代替実施形態では、電池１０を検査し局在分路欠陥１４の位置を特定するように動作可能なビーム１２を生成するためにのみビーム源１０２を用い、次いで、別個のビーム源１０４が、前述の種々の態様のいずれの１つ以上においても、局在分路欠陥１４を切除するために用いられるビーム３０を生成する。そのビーム３０は、電池１０を刻み込むために用いることもできる。しかしながら、更に別の実施形態では、ビーム３０は、局在分路欠陥１４を切除するためにのみ用いられ、第３ビーム源１０６を用いて、電池１０を刻み込むように動作可能なビーム１０８を生成する。
【００３８】
最も好ましくは、電池１０についての位置情報を種々の構成要素からコントローラ１２に伝達し、局在分路欠陥１４、及び必要におうじてその他の位置情報を電池１０のために記録し、前述のようなプロセスの種々の部分において用いることができる。また、位置情報は、望ましければ、後続の過程に用いることもでき、プロセスへのフィードバック情報として用いることができ、これによって、これらを改良し局在分路欠陥１４を低減することができるようにする。
【００３９】
本発明についての前述の好適な実施形態の説明は、例示及び説明の目的で提示した。それで全てであることも、開示した通りの形態に本発明を限定することも意図していない。自明な修正や変形は、前述の教示を参照すれば可能である。実施形態は、本発明の原理及びその実用的な用途の最良の例示を与え、これによって当業者が種々の実施形態において、そして想定されるその個々の実際の用途に適するように、当業者が本発明を利用することを可能にしようとして選択し記載した。このような修正及び変形は全て、公正に、合法的に、そして衡平に与えられる範囲にしたがって解釈したときの、添付した特許請求の範囲によって決定される本発明の範囲に該当するものとする。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】光電池における局在分路欠陥の検出を説明する図である。
【図２】基板構成光電池内における局在分路欠陥の低温レーザ切除を説明する図である。
【図３】局在分路欠陥を切除した後の基板構成光電池を示す図である。
【図４】上層構成光電池における局在分路欠陥の熱レーザ切除を説明する図である。
【図５】局在分路欠陥を切除した後の上層構成光電池を示す図である。
【図６】本発明の好適な実施形態による、局在分路欠陥を検出し切除するシステムを示す図である。
【図１】
0004560013.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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