(57)【要約】【課題】  電気的テスティングを通して製造プロセスに直接関連した情報を与えることのできるような、薄膜ＰＶ装置のためのプロセステスタ及びテスティング技法を提供する。【解決手段】  本発明は、一般に、プロセステスタ及び標準光電池セルプロセスを使用してプロセステスタを製造するための方法に関する。特に、本発明は、レーザスクライビングにより画成されたプロセステスタレイアウト、プロセステスタを製造するための技法、光電池ライン診断のためにプロセステスタを使用する技法、光電池モジュール製造におけるプロセステスタの配置、及びデザインルールテスタを製造するための技法に関する。【選択図】      図２
2009105401.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄膜光電池製造プロセスをテスティングする装置を形成するための方法において、
基板上に前面透明導電性酸化物層を形成するステップと、
上記装置のアイソレーション領域において上記前面透明導電性酸化物層に溝をレーザスクライビングするステップと、
上記前面透明導電性酸化物層上に吸収層を形成するステップと、
上記装置の第１のプローブ領域において上記吸収層に溝をレーザスクライビングするステップと、
上記装置の第２のプローブ領域において上記吸収層に溝をレーザスクライビングするステップと、
上記吸収層上に背面反射層を形成するステップと、
上記装置の上記アイソレーション領域において上記背面反射層に溝をレーザスクライビングして、上記アイソレーション領域が上記装置を隣接光電池構造部から電気的に分離するようにするステップと、
上記装置のリンク領域において上記背面反射層に溝を形成するステップと、
を備えた方法。
【請求項２】
上記吸収層を形成する前に、上記第１のプローブ領域において上記前面透明導電性酸化物層に溝をレーザスクライビングし、上記第２のプローブ領域において上記前面透明導電性酸化物層に溝をレーザスクライビングするステップを更に備えた、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
上記吸収層を形成する前に、上記リンク領域において上記前面透明導電性酸化物層に溝をレーザスクライビングするステップを更に備えた、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
上記背面反射層を形成する前に、上記リンク領域において上記吸収層に溝をレーザスクライビングするステップを更に備えた、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
薄膜光電池製造プロセスをテスティングする装置を形成するための方法において、
基板上に前面透明導電性酸化物層を形成するステップと、
上記装置のアイソレーション領域において上記前面透明導電性酸化物層に溝をレーザスクライビングするステップと、
上記装置の外側及び内側アクティブ領域に亘って上記透明導電性酸化物層に溝をレーザスクライビングするステップと、
上記前面透明導電性酸化物層上に吸収層を形成するステップと、
上記装置の上記外側アクティブ領域において上記吸収層に溝をレーザスクライビングするステップと、
上記吸収層上に背面反射層を形成するステップと、
上記装置の上記アイソレーション領域において上記背面反射層に溝をレーザスクライビングし、上記アイソレーション領域が上記装置を隣接光電池構造部から電気的に分離するようにするステップと、
上記装置の上記外側アクティブ領域と上記内側アクティブ領域との間で上記背面反射層に溝をレーザスクライビングするステップと、
を備えた方法。
【請求項６】
薄膜光電池製造プロセスをテスティングするための装置において、
基板上に形成された前面透明導電性酸化物層であって、上記装置のアイソレーション領域に溝を有するような前面透明導電性酸化物層と、
上記前面透明導電性酸化物層上に形成された吸収層であって、上記装置の第１のプローブ領域における溝及び上記装置の第２のプローブ領域における溝を有する吸収層と、
上記吸収層上に形成された背面反射層であって、上記アイソレーション領域が上記装置を隣接光電池構造部から電気的に分離するように上記装置の上記アイソレーション領域に溝を有し且つ上記装置のリンク領域に溝を有するような背面反射層と、
を備える装置。
【請求項７】
上記透明導電性酸化物層は、上記第１のプローブ領域における溝及び上記第２のプローブ領域における溝を有する、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
上記透明導電性酸化物層は、上記リンク領域における溝を有する、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
上記吸収層は、上記リンク領域における溝を有する、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
薄膜光電池製造プロセスをテスティングするための装置において、
基板上に形成された前面透明導電性酸化物層であって、上記装置のアイソレーション領域における溝を有し且つ上記装置の外側及び内側アクティブ領域に亘る溝を有するような前面透明導電性酸化物層と、
上記前面透明導電性酸化物層上に形成された吸収層であって、上記装置の上記外側アクティブ領域に溝を有するような吸収層と、
上記吸収層上に形成された背面反射層であって、上記アイソレーション領域が上記装置を隣接光電池構造部から電気的に分離するように上記装置の上記アイソレーション領域に溝を有し且つ上記装置の上記外側アクティブ領域と上記内側アクティブ領域との間に溝を有するような背面反射層と、
を備える装置。
【請求項１１】
薄膜光電池製造プロセスをテスティングする装置を製造するための方法において、単一基板上に複数の装置を形成するステップを含み、上記装置は、レーザスクライビングにより画成され、上記複数の装置は、前面透明導電性酸化物層と背面反射層との間の接触抵抗を測定するためのテスタ、上記背面反射層のシート抵抗を測定するためのテスタ、上記前面透明導電性酸化物層のシート抵抗を測定するためのテスタ及びダイオード特性を測定するためのテスタからなる群から選択され、上記装置の場所、位置及び数は、光電池モジュールの製造中に調整され制御されるような方法。
【請求項１２】
薄膜光電池製造プロセスをテスティングする装置を製造するための方法において、
基板上に光電池モジュールを形成するステップと、
上記基板上に光電池プロセステスタを形成するステップと、
を備え、上記テスタは、レーザスクライビングにより画成され、上記テスタは、前面透明導電性酸化物層と背面反射層との間の接触抵抗を測定するためのテスタ、上記背面反射層のシート抵抗を測定するためのテスタ、上記前面透明導電性酸化物層のシート抵抗を測定するためのテスタ及びダイオード特性を測定するためのテスタからなる群から選択され、上記テスタは、上記基板のカット区域に配置されるような方法。
【請求項１３】
薄膜光電池セル、テスタ又はモジュールプロセスデザインルールを決定するための方法において、
基板上に形成された透明導電性酸化物層、上記透明導電性酸化物層上に形成された吸収層及び上記吸収層上に形成された背面反射層を備えるような複数の光電池セルを形成するステップと、
上記セルの各層に溝をレーザスクライビングするステップと、
を含み、上記溝の間の横方向距離は、望ましいプロセス特性のための間隔を決定するように変えられるような方法。
【請求項１４】
上記透明導電性酸化物層における溝と、上記吸収層における溝との間の横方向距離は、望ましいプロセス特性のための間隔を決定するように変えられる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
上記吸収層における溝と、上記背面反射層における溝との間の横方向距離は、望ましいプロセス特性のための間隔を決定するように変えられる、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の背景】
【０００１】
発明の分野
[0001]本発明の実施形態は、一般に、光電池装置及びその製造プロセスに関する。特に、本発明の実施形態は、プロセステスタ、プロセステスタを製造する方法、及び薄膜光電池装置のためのテスティング技法に関する。
【０００２】
関連技術の説明
[0002]光起電力（ＰＶ）装置は、太陽光を直流（ＤＣ）電力へと変換する装置である。ＰＶ装置は、その装置がどのようにして製造されるかに従って、単結晶型、多結晶型、又は薄膜型として分類することができる。
【０００３】
[0003]単結晶型ＰＶ装置は、単結晶高純度シリコンボールからウエハをスライシングすることにより製造される。多結晶型ＰＶ装置は、シリコンのキャストブロックをバーへ、それからウエハへとソーイングすることにより製造される。薄膜型ＰＶ装置は、アモルファスシリコン、微結晶シリコン又は銅インジウムガリウムセレン化物（ＣＩＧＳ）の如き物質の薄い層を適当な基板上に堆積させることにより製造される。
【０００４】
[0004]単結晶及び多結晶シリコンは、伝統的には、より高い効率でもってＰＶ装置を作り出していけるものであったが、結晶シリコンウエハはコストが高いため、工業的には、薄膜ＰＶ装置の使用が増大してきており開発されてきている。
【０００５】
[0005]従って、薄膜ＰＶ装置の製造が発展するにつれて、より多くのプロセス制御が必要とされてきている。このような必要性は、歩留り及び均一性の両観点からくるものである。更に又、新たな又は重複製造ラインに伴って生ずる問題点を素早く効果的に解消することも必要とされている。
【０００６】
[0006]従って、電気的テスティングを通して製造プロセスに直接関連した情報を与えることのできるような、薄膜ＰＶ装置のためのプロセステスタ及びテスティング技法が必要とされている。
【発明の概要】
【０００７】
[0007]本発明は、一般的に、レーザスクライビングにより画成されたプロセステスタレイアウト、プロセステスタを製造するための技法、ソーラーライン診断のためにプロセステスタを使用する技法、ＰＶモジュール製造におけるプロセステスタの配置、及びデザインルールテスタを製造するための技法を提供する。
【０００８】
[0008]本発明の一実施形態では、薄膜光電池製造プロセスをテスティングする装置を形成するための方法は、基板上に前面透明導電性酸化物層を形成するステップと、上記装置のアイソレーション領域において上記前面透明導電性酸化物層に溝をレーザスクライビングするステップと、上記前面透明導電性酸化物層上に吸収層を形成するステップと、上記装置の第１のプローブ領域において上記吸収層に溝をレーザスクライビングするステップと、上記装置の第２のプローブ領域において上記吸収層に溝をレーザスクライビングするステップと、上記吸収層上に背面反射層を形成するステップと、上記装置の上記アイソレーション領域において上記背面反射層に溝をレーザスクライビングするステップと、上記装置のリンク領域において上記背面反射層に溝を形成するステップと、を含む。一実施形態では、上記アイソレーション領域は、上記装置を隣接光電池構造部から電気的に分離している。
【０００９】
[0009]本発明の別の実施形態では、薄膜光電池製造プロセスをテスティングする装置を形成するための方法は、基板上に前面透明導電性酸化物層を形成するステップと、上記装置のアイソレーション領域において上記前面透明導電性酸化物層に溝をレーザスクライビングするステップと、上記装置の外側及び内側アクティブ領域に亘って上記透明導電性酸化物層に溝をレーザスクライビングするステップと、上記前面透明導電性酸化物層上に吸収層を形成するステップと、上記装置の上記外側アクティブ領域において上記吸収層に溝をレーザスクライビングするステップと、上記吸収層上に背面反射層を形成するステップと、上記装置の上記アイソレーション領域において上記背面反射層に溝をレーザスクライビングするステップと、上記装置の上記外側アクティブ領域と上記内側アクティブ領域との間で上記背面反射層に溝をレーザスクライビングするステップと、を含む。一実施形態では、上記アイソレーション領域は、上記装置を隣接光電池構造部から電気的に分離している。
【００１０】
[0010]別の実施形態では、薄膜光電池製造プロセスをテスティングするための装置は、基板上に形成された前面透明導電性酸化物層と、上記前面透明導電性酸化物層上に形成された吸収層と、上記吸収層上に形成された背面反射層と、を備える。一実施形態では、上記透明導電性酸化物層は、上記装置のアイソレーション領域に溝を有する。一実施形態では、上記吸収層は、上記装置の第１のプローブ領域における溝及び上記装置の第２のプローブ領域における溝を有する。一実施形態では、上記背面反射層は、上記装置の上記アイソレーション領域に溝を有する。一実施形態では、上記アイソレーション領域は、上記装置を隣接光電池構造部から電気的に分離している。一実施形態では、上記背面反射層は、上記装置のリンク領域に溝を有する。
【００１１】
[0011]別の実施形態では、薄膜光電池製造プロセスをテスティングするための装置は、基板上に形成された前面透明導電性酸化物層と、上記前面透明導電性酸化物層上に形成された吸収層と、上記吸収層上に形成された背面反射層と、を備える。一実施形態では、上記透明導電性酸化物層は、上記装置のアイソレーション領域における溝及び上記装置の外側及び内側アクティブ領域に亘る溝を有する。一実施形態では、上記吸収層は、上記装置の上記外側アクティブ領域に溝を有する。一実施形態では、上記背面反射層は、上記装置の上記アイソレーション領域に溝を有し、上記アイソレーション領域は、上記装置を隣接光電池構造部から電気的に分離しており、上記背面反射層は、上記装置の上記外側アクティブ領域と上記内側アクティブ領域との間に溝を有する。
【００１２】
[0012]別の実施形態では、薄膜光電池製造プロセスをテスティングする装置を製造するための方法は、単一基板上に複数の装置を形成するステップを含み、上記装置は、レーザスクライビングにより画成され、上記複数の装置は、前面透明導電性酸化物層と背面反射層との間の接触抵抗を測定するためのテスタ、上記背面反射層のシート抵抗を測定するためのテスタ、上記前面透明導電性酸化物層のシート抵抗を測定するためのテスタ及びダイオード特性を測定するためのテスタからなる群から選択され、上記装置の場所、位置及び数は、光電池モジュールの製造中に調整され制御される。
【００１３】
[0013]別の実施形態では、薄膜光電池製造プロセスをテスティングする装置を製造するための方法は、基板上に光起電力モジュールを形成するステップと、上記基板上に光電池プロセステスタを形成するステップとを含み、上記テスタは、レーザスクライビングにより画成され、上記テスタは、前面透明導電性酸化物層と背面反射層との間の接触抵抗を測定するためのテスタ、上記背面反射層のシート抵抗を測定するためのテスタ、上記前面透明導電性酸化物層のシート抵抗を測定するためのテスタ及びダイオード特性を測定するためのテスタからなる群から選択され、上記テスタは、上記基板のカット区域に配置される。
【００１４】
[0014]本発明の更に別の実施形態では、薄膜光電池セル、テスタ又はモジュールプロセスデザインルールを決定するための方法は、複数の光電池セルを形成するステップと、上記セルの各層に溝をレーザスクライビングするステップと、を含み、上記溝の間の横方向距離は、望ましいプロセス特性のための間隔を決定するように変えられる。一実施形態では、上記光電池セルは、基板上に形成された透明導電性酸化物層と、上記透明導電性酸化物層上に形成された吸収層と、上記吸収層上に形成された背面反射層と、を備える。
【００１５】
[0015]本発明の前述したような特徴を詳細に理解できるように、概要について簡単に前述したような本発明について、幾つかを添付図面に例示している実施形態に関して、以下により特定して説明する。しかしながら、添付図面は、本発明の典型的な実施形態のみを例示しているのであって、従って、本発明の範囲をそれに限定しようとしているものではなく、本発明は、均等の効果を発揮し得る他の実施形態を含むものであることに、注意されたい。
【詳細な説明】
【００１６】
[0025]本発明は、一般的に、標準ＰＶ装置プロセスを使用して製造されたプロセステスタを含む。特に、本発明は、レーザスクライビングにより画成されたプロセステスタレイアウト、プロセステスタを形成するための技法、ソーラーライン診断のためにプロセステスタを使用する技法、ＰＶモジュール製造におけるプロセステスタの配置、及びデザインルールテスタを形成するための技法を含む。
【００１７】
[0026]薄膜ＰＶモジュール製造において、個々のＰＶセルは、セルの層をレーザスクライビングすることにより形成されモジュールへと相互接続される。図１は、個々のセル１０１の間の直列接続を示している薄膜ＰＶモジュール１００の概略断面図である。ＰＶモジュール１００は、薄膜が上に形成されたガラス又はポリマー基板の如き基板１０２を備えている。
【００１８】
[0027]ＰＶモジュール１００の製造プロセスにおいて、前面透明導電性酸化物（ＴＣＯ）層１０５が基板１０２の上に形成される。ＴＣＯ層１０５は、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウムスズ、スズ酸カドミウム、それらの組合せ又は他の適当な物質を含むことができる。第１のレーザスクライビングステップにおいて、横方向電流を遮断するため、第１の絶縁溝１１２がＴＣＯ層１０５に形成される。それから、吸収層１１５がＴＣＯ層１０５の上に形成される。吸収層１１５は、これらに限定されるのではないが、アモルファスシリコン、微結晶シリコン、銅インジウムガリウムセレン（ＣＩＧＳ）又はそれらの組合せを含む薄膜の層を含むことができる。次に、第２のレーザスクライビングにより、吸収層１１５に溝１２４が形成され、この溝１２４は、この吸収層１１５上に背面反射層１２５を形成するその後のステップ中に充填されてしまう。この結果、前面ＴＣＯ層１０５と背面反射層１２５との間が相互接続される。背面反射層１２５は、導電性層及び／又は反射被覆を含むことができる。その導電性層は、第２のＴＣＯ層であってよい。その反射被覆は、これらに限定されるものではないが、Ａｌ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｔ、それらの合金、それらの組合せ並びに他の導電性及び反射性物質を含む金属物質を含むことができる。最後に、背面反射層１２５における横方向電流を遮断するため、第２の絶縁溝１３６が背面反射層１２５に形成される。
【００１９】
[0028]その結果、モジュール１００の各個々のＰＶセル１０１は、各隣接セルと電気的に直列接続されることになる。図１は、前述のレーザスクライビングプロセスにより５つのＰＶセル１０１が直列に接続されたところを示している。しかしながら、ＰＶモジュール１００を形成するため、任意数のＰＶセル１０１をこのようにして接続することができる。
【００２０】
[0029]薄膜ＰＶ製造において、このような装置は、大規模な製造ラインにおいて製造される。ラインテスティングの終了時において、モジュール電気特性の如き最終製品情報は与えられるが、プロセス不良の根本原因についての直接情報は与えられない。本発明の実施形態は、プロセス不良の根本原因を診断するのに必要とされるような装置の導電層のシート抵抗及び接触抵抗及びダイオード構成部分の飽和電流密度の如き直接情報を与えるため、プロセスの開始前、プロセス中又はプロセスの後に形成されるようなテスタを提供する。
【００２１】
[0030]本発明の実施形態は、ＰＶモジュール１００内にＰＶセル１０１を形成し相互接続するのに使用されるのと同じレーザスクライビングプロセスを用いてプロセステスタを形成することを含む。
【００２２】
[0031]図２は、ＴＣＯ層と背面反射層との間の接触抵抗を測定するためのテスタ２００の一実施形態の概略断面図である。このテスタ２００は、基板２０２を備えており、この基板２０２の上に薄膜が形成されており、これら薄膜は、アイソレーション領域２１０、プローブ領域２２０及び１つ以上のリンク領域２３０に分割されている。
【００２３】
[0032]このテスタ２００の製造において、基板２０２上に前面ＴＣＯ層２０５が形成される。第１のレーザスクライビングにおいて、ＴＣＯ絶縁溝２１２、２２２及び２３２がＴＣＯ層２０５に形成され、１つ以上の溝２１２は、各アイソレーション領域２１０内に入るようにされ、１つ以上の溝２２２は、各プローブ領域２２０内に入るようにされ、１つ以上の溝２３２は、各リンク領域２３０内に入るようにしている。このようにして、ＴＣＯ層２０５における横方向電流は、絶縁溝２１２、２２２及び２３２により遮断される。
【００２４】
[0033]次に、ＴＣＯ層２０５の上に吸収層２１５が形成される。第２のレーザスクライビングにおいて、溝２２４及び２３４が吸収層２１５に形成され、１つ以上の溝２２４は、各プローブ領域２２０内に入るようにされ、１つ以上の溝は、各リンク領域２３０内に入るようにしている。１つ以上の溝を吸収層２１５の各アイソレーション領域に形成することができるが、こうすることは、一般的には必要でない。何故ならば、吸収層２１５の横方向導電性は低いからである。
【００２５】
[0034]その後、背面反射層２２５が吸収層２１５の上に形成され、この背面反射層２２５とＴＣＯ層２０５との間の電気的相互接続は、溝２２４及び２３４で確立される。最後のレーザスクライビングにおいて、背面反射層絶縁溝２１６及び２３６が背面反射層２２５に形成され、１つ以上の溝２１６は、各アイソレーション領域２１０内に入るようにされ、１つ以上の溝２３６は、各リンク領域２３０内に入るようにしている。このようにして、背面反射層２２５における横方向電流は、絶縁溝２１６及び２３６により遮断される。
【００２６】
[0035]図２に示されるように、その結果形成されたテスタ２００は、アイソレーション領域２１０、プローブ領域２２０及び１つ以上のリンク領域２３０を備える。アイソレーション領域２１０は、テスタ２００を隣接構造部から電気的に分離している。プローブ領域の間には、１つ以上のリンク領域２３０を通して電気的相互接続路が確立されており、背面反射層２２５とＴＣＯ層２２５との間に交互導通が行われるようになっている。図２は、１つのリンク領域２３０を示しているが、テスタ２００において任意数のリンク領域２３０を相互接続することができるものである。
【００２７】
[0036]背面反射層２２５とＴＣＯ層２０５との間の接触抵抗をテスティングするのにこのテスタ２００を使用するには、自動テスティング設備において普通に使用されるような電気プローブを、このテスタ２００の各プローブ領域２２０内で背面反射層２２５に接触させる。これら２つのプローブの間で測定された抵抗は、背面反射層２２５とＴＣＯ層２０５との間の接触による抵抗を主として表している。従って、その接触抵抗は、測定抵抗を溝２２４及び２３４の数の和で除算したものにほぼ等しい。
【００２８】
[0037]図３は、背面反射層のシート抵抗を測定するためのテスタ３００の一実施形態の概略断面図である。このテスタ３００は、薄膜が上に形成された基板３０２を備えており、それら薄膜は、アイソレーション領域３１０、プローブ領域３２０及びリンク領域３３０に分割されている。
【００２９】
[0038]このテスタ３００を製造するのには、基板３０２上に前面ＴＣＯ層３０５が形成される。第１のレーザスクライビングにおいて、ＴＣＯ絶縁溝３１２がＴＣＯ層３０５に形成され、１つ以上の溝３１２が各アイソレーション領域３１０内に入るようにしている。このようにして、ＴＣＯ層３０５における電流は、これら溝３１２により遮断される。
【００３０】
[0039]次に、ＴＣＯ層３０５の上に吸収層３１５が形成される。その後、その吸収層３１５の上に背面反射層３２５が形成される。
【００３１】
[0040]第２のレーザスクライビングプロセスにおいて、背面金属抵抗テスタ３００を隣接構造部から電気的に分離するため、１つ以上の絶縁溝３１６が各アイソレーション領域３１０内に形成される。
【００３２】
[0041]動作において、各プローブ領域３２０において背面反射層３２５に電気プローブを接触させ、それらプローブ間の抵抗が測定される。背面反射層３２５とＴＣＯ層３０５との間には電気的相互接続は存在しないので、それらプローブの間で測定された抵抗は、背面反射層３２５のシート抵抗とほぼ等価である。
【００３３】
[0042]図４は、前面ＴＣＯ層のシート抵抗を測定するためのテスタ４００の一実施形態の概略断面図である。このテスタ４００は、薄膜が上に形成された基板４０２を備えており、それら薄膜は、アイソレーション領域４１０、プローブ領域４２０及びリンク領域４３０に分割されている。
【００３４】
[0043]テスタ４００を製造するのに、基板４０２の上に前面ＴＣＯ層４０５が形成される。第１のレーザスクライビングにおいて、ＴＣＯ層４０５にＴＣＯ絶縁溝４１２が形成され、１つ以上の溝４１２が各アイソレーション領域４１０内に入るようにしている。このようにして、ＴＣＯ層４０５における電流は、これら溝４１２により遮断される。
【００３５】
[0044]それから、ＴＣＯ層４０５の上に吸収層４１５が形成される。第２のレーザスクライビングプロセスにおいて、吸収層４１５に１つ以上の溝４２４が形成され、これら溝４２４は、各プローブ領域４２０内に入るようにしている。
【００３６】
[0045]その後、吸収層４１５の上に背面反射層４２５が形成され、背面反射層４２５とＴＣＯ層４０５との間の電気接続がそれら溝４２４において形成されるようにしている。
【００３７】
[0046]第３のレーザスクライビングプロセスにおいて、テスタ４００を隣接構造部から電気的に分離するため、各アイソレーション領域４１０内に１つ以上の絶縁溝４１６が形成される。更に又、背面反射層４２５における横方向電流を遮断するため、１つ以上の絶縁溝４３６がリンク領域４３０内に形成される。
【００３８】
[0047]動作において、各プローブ領域において背面反射層４２５に電気プローブを接触させて、それらプローブの間の抵抗が測定される。背面反射層４２５の横方向電流は１つ以上の絶縁溝４３６により遮断されるので、その横方向通電は、主としてＴＣＯ層４０５によるものである。従って、それらプローブの間で測定された抵抗は、ＴＣＯ層４０５のシート抵抗とほぼ等価である。
【００３９】
[0048]図５Ａは、ダイオード測定を行うためのテスタ５００の概略上面図であり、図５Ｂは、図５Ａのテスタ５００の線５−５に沿ってとった概略断面図である。このテスタ５００は、薄膜が上に形成された基板５０２を備えており、それら薄膜は、アイソレーション領域５１０、内側プローブ領域５２０、外側プローブ領域５２１、内側アクティブ領域５３０及び外側アクティブ領域５３１に分けられている。
【００４０】
[0049]このテスタ５００を製造するのに、基板５０２の上に前面ＴＣＯ層５０５が形成される。第１のレーザスクライビングにおいて、ＴＣＯ層５０５における横方向電流を遮断するため１つ以上の絶縁溝５１２が形成され、これら絶縁溝５１２は、各アイソレーション領域５１０内に入るようにしている。更に又、ＴＣＯ層５０５における横方向電流を遮断するため絶縁溝５１３が形成され、この溝５１３は、内側アクティブ領域５３０及び外側アクティブ領域５３１を通るようにしている。
【００４１】
[0050]次に、ＴＣＯ層５０５の上に、吸収層５１５が形成される。第２のレーザスクライビングプロセスにおいて、１つ以上の溝５２６が外側アクティブ領域５３１内で層５１５に形成される。
【００４２】
[0051]その後、その吸収層５１５の上に背面反射層５２５が形成され、ＴＣＯ層５０５と背面反射層５２５との間に１つ以上の溝５２６を通して電気的接続が形成されるようにしている。
【００４３】
[0052]第３のレーザスクライビングプロセスにおいて、テスタ５００を隣接装置から電気的に分離するため、各アイソレーション領域５１０内で背面反射層５２５に１つ以上の絶縁溝５１６が形成される。更に又、内側アクティブ領域５３０と外側アクティブ領域５３１との間で背面反射層５２５における横方向電流を電気的に遮断するため、背面反射層５２５に１つ以上の絶縁溝５３６が形成される。これらの１つ以上の絶縁溝５３６は、内側プローブ領域５２０と外側プローブ領域５２１との間の横方向電流を遮断するし、又、内側アクティブ領域５３０と外側プローブ領域５２１との間の電流も遮断する。
【００４４】
[0053]一実施形態では、テスタ５００は、四端子測定を行うための４つのプローブ領域を有する。外側アクティブ領域５３１において１つ以上の溝５２６を介してＴＣＯ層５０５に電気的に接続するように、２つの端子を、外側プローブ領域５２１において背面反射層５２５に接続することができる。外側プローブ領域５２１及び外側アクティブ領域５３１により背面反射層５２５から横方向において電気的に絶縁されている内側プローブ領域５２０における背面反射層５２５に、他の２つの端子を接続することができる。テスタ５００のこのような構成の結果として、これらに限られるのではないが、暗飽和電流、理想因子及び直列抵抗測定を含む多くの測定を行うことができる。更に又、適切な光源とする場合において、短絡電流、開路電圧及びフィルファクタの如き太陽電池パラメータを決定することができる。
【００４５】
[0054]本発明のテスタを製造するのに、単一基板に複数のテスタを製造することができる。プロセス開発及び歩留り改善のために必要とされる情報に従って連続的に変更することを可能とするようなコンピュータ支援設計ソフトウエアを使用して、これらテスタを画成することができる。例えば、もし、太陽電池の特定の製造工程において接触抵抗の問題が疑われる場合には、太陽電池製造工程の間において一続きのテスタを処理することができる。同様に、もし、均一性の問題が存在する場合には、マッピングデータを得るため、セルのアレイを製造して測定することができる。更に又、製造ラインランプアップ及びライン診断設定において、遠隔の場所で製造ラインにおいてテスタの標準セットを製造することができる。それから、それらテスタは、中央設備へ送り戻されるか、又はその場で測定される。それから、それらデータは、基準プロセスから得られたデータと比較される。こうして、本発明の実施形態によれば、そのプロセスに直接関連したパラメータを連続的にインラインにおいてテスティングすることが可能となる。
【００４６】
[0055]図６は、単一基板６０２上に形成されたテスタ２００、３００、４００及び５００の群の典型的な実施形態の概略上面図である。この図６において、ありうる構成として、接触抵抗テスタ２００、金属層シート抵抗テスタ３００、ＴＣＯ層シート抵抗テスタ４００及びダイオードテスタ５００が単一基板６０２上にグループ分けして形成されている。
【００４７】
[0056]任意数のテスタ群構成とすることが可能であり、これらも、本発明の範囲内に入るものである。例えば、複数の接触テスタ２００を単一基板上にグループ分けして形成することができる。更に又、本発明のテスタは、任意数の組合せにおいて最大スペース利用度となるようにグループ分けしそのようなサイズとすることができる。
【００４８】
[0057]更に又、本発明によるプロセステスタは、単一基板上にソーラーモジュールと一緒に形成することができる。図７は、単一基板７０２の上に形成された４つのＰＶモジュール１００の概略上面図である。同じ製造工程中に、テスタ２００、３００、４００、５００、それらの組合せ又は別のテスタであってよいテスタ７００を、モジュール１００の間のカット領域７０５に形成することができる。このような製造及びテスティングの後に、基板７０２は、モジュール１００へと切断され、カット領域７０５は破棄される。図７は、単一基板から切断される４つのモジュール１００を示しているが、単一基板から任意数のモジュール１００を切断するようにすることもできる。任意なものとして、テスタ７００を、破棄される周辺区域に配置することもでき、又、テスタ７００を、モジュール１００のうちの１つ以上のものと置き換えることもできる。こうして、テスタ７００は、使用できるスペースを最大に利用できるような構成においてＰＶモジュール１００の通常の製造工程中に形成することができるのである。
【００４９】
[0058]本発明の更に別の実施形態として、最適性能、製造歩留り及び効率となるようにＰＶセル、テスタ又はモジュールを形成するためのプロセスデザインルールを決定するための方法がある。
【００５０】
[0059]本発明の一実施形態は、ＰＶセル、テスタ又はモジュールにおけるレーザスクライビングされる溝の間隔に関連したプロセスデザインルールを決定するための方法を含む。例えば、図１のＰＶモジュールにおける絶縁溝１１２と溝１２４との間の間隔を決定するため、間隔を変えた一連のテスタを形成することができる。ここで重要なことは、そのような間隔を変える技法を、レーザスクライビングシステムへのソフトウエアプログラム又は手動入力により自動的に行うこともできるということである。
【００５１】
[0060]図８は、絶縁溝８１２と溝８２４との間の間隔を変えた一連のセルを有するテストモジュールを備える本発明の一実施形態８００の概略断面図である。
【００５２】
[0061]本発明の種々な実施形態について前述してきたのであるが、本発明の基本的な範囲から逸脱せずに、本発明の他の更なる実施形態が考えられるものであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって決定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】個々のセルの直列接続を示す薄膜ＰＶモジュールの概略断面図である。
【図２】ＴＣＯ層と背面反射層との間の接触抵抗を測定するためのテスタの一実施形態の概略断面図である。
【図３】背面反射層のシート抵抗を測定するためのテスタの概略断面図である。
【図４】前面ＴＣＯ層のシート抵抗を測定するためのテスタの一実施形態の概略断面図である。
【図５Ａ】ダイオード測定を行うためのテスタの概略上面図である。
【図５Ｂ】図５Ａのテスタの線５−５に沿ってとった概略断面図である。
【図６】単一基板上に形成されたテスタ群の典型的な実施形態の概略上面図である。
【図７】単一基板上に形成された４つのソーラーモジュールの概略上面図である。
【図８】絶縁透明導電性酸化物層溝及び吸収層溝の間の横方向間隔を変えた一連のセルを有するテストモジュールを備える本発明の一実施形態の概略断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
５…線、１００…ＰＶモジュール、１０１…セル、１０２…基板、１０５…透明導電性酸化物層（ＴＣＯ）、１１２…第１の絶縁溝、１１５…吸収層、１２４…溝、１２５…背面金属層、１３６…第２の絶縁溝、２００…テスタ、２０２…基板、２０５…ＴＣＯ層、２１０…アイソレーション領域、２１２…溝、２１５…吸収層、２１６…溝、２２０…プローブ領域、２２２…溝、２２４…溝、２２５…背面金属層、２３０…リンク領域、２３２…溝、２３４…溝、２３６…溝、３００…テスタ、３０２…基板、３０５…ＴＣＯ層、３１０…アイソレーション領域、３１２…ＴＣＯ絶縁溝、３１５…吸収層、３１６…溝、３２０…プローブ領域、３２５…背面金属層、３３０…リンク領域、４００…テスタ、４０２…基板、４０５…ＴＣＯ層、４１０…アイソレーション領域、４１２…ＴＣＯ絶縁溝、４１５…吸収層、４１６…絶縁溝、４２０…プローブ領域、４２４…溝、４２５…背面金属層、４３０…リンク領域、４３６…溝、５００…テスタ、５０２…基板、５０５…ＴＣＯ層、５１０…アイソレーション領域、５１２…絶縁溝、５１３…絶縁溝、５１５…層、５１６…絶縁溝、５２０…内側プローブ領域、５２１…外側プローブ領域、５２５…背面金属層、５２６…溝、５３０…内側アクティブ領域、５３１…外側アクティブ領域、５３６…絶縁溝、６０２…基板、７００…テスタ、７０２…基板、７０５…カット区域、８００…本発明、８１２…絶縁溝、８２４…溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【外国語明細書】
2009105401000001.pdf