(57)【要約】【課題】  診断装置が形成されたソーラーセルを製造しテストする方法を提供する。【解決手段】  光電池（ＰＶ）セルを製造するのに使用される同じ基板上に診断装置を形成することについて説明する。このような装置は、プロセス診断ビヒクル（ＰＤＶ）とも称されるが、ＰＶセル特徴部の電気的特性をインライン監視するように構成され、ＰＶセル製造のための同じプロセスステップを使用して基板上に形成される。ＰＤＶを経て収集されたデータは、その後のＰＶセル製造を同調又は最適化するように使用でき、即ち製造プロセスに対するフィードバックとして使用できる。或いは又、ＰＤＶを経て収集されたデータは、製造プロセスにおいてフィードフォワードされ、ＰＶセル基板上でその後に遂行されるプロセスステップを、ＰＤＶを経てＰＶセル基板上で検出された問題を補償するように、変更することができる。【選択図】      図２Ａ
2009105402.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電池セルを製造する方法において、
基板の表面上に１つ以上の光吸収層を形成するステップと、
上記１つ以上の光吸収層の上に導電層を堆積するステップと、
上記導電層の少なくとも一部分を除去することにより基板の領域に１つ以上の診断装置を形成するステップと、
上記１つ以上の診断装置を形成した後に基板を第１区分及び第２区分に区分化するステップであって、上記領域が実質的に第１区分内に位置されるようにするステップと、
上記基板の第２区分に配設された上記１つ以上の光吸収層及び導電層を使用して光電池セルを形成するステップと、
を備えた方法。
【請求項２】
基板の領域に１つ以上の診断装置を形成する上記ステップは、抵抗テスター、分離テスター及び光電池セル性能テスターより成るグループから選択された複数の診断装置を形成する段階を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
上記複数の形成された診断装置の各々は、一定距離だけ離れた第１接触プローブ及び第２接触プローブを受け入れるよう適応され、これら第１及び第２の接触プローブは、上記複数の診断装置のうちの少なくとも１つの診断装置の電気的特性を許すように構成される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
基板の領域に１つ以上の診断装置を形成する上記ステップは、整列スケールを形成する段階を更に含む、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
光電池セルを製造する方法において、
基板の表面上に第１の導電層を堆積するステップと、
上記第１の導電層の上に１つ以上の光吸収層を形成するステップと、
上記１つ以上の光吸収層から材料を除去して、１つ以上の第１の分離溝を形成するステップと、
上記１つ以上の光吸収層及び上記１つ以上の第１の分離溝の上に第２の導電層を堆積するステップと、
上記１つ以上の光吸収層の一部分及び上記第２の導電層の一部分を除去し、上記１つ以上の光吸収層の第１領域を上記１つ以上の光吸収層の第２領域から実質的に電気的に分離して、１つ以上の第２の分離溝を形成し、該１つ以上の第２の分離溝により切り離された第３領域及び第４領域を上記第１領域内に形成するステップと、
上記第３領域内の第２の導電層上のポイントと上記第４領域内の第２の導電層上のポイントとの間の抵抗を測定するステップと、
別の基板の表面上に上記１つ以上の光吸収層又は上記第２の導電層を形成するのに使用されるプロセスパラメータの１つ以上を調整するステップと、
を備えた方法。
【請求項６】
上記第１領域から材料を除去して、上記第１領域内に収容された第５領域から上記第３領域及び第４領域を実質的に電気的に分離するステップを更に備えた、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
上記基板を第１区分及び第２区分に区分化して、上記第１領域が実質的に第１区分内に位置されるようにするステップと、
上記第２区分の少なくとも一部分から光電池セルを形成するステップと、
を更に備えた請求項５に記載の方法。
【請求項８】
上記導電層を堆積した後に上記第１領域から材料を除去して、上記第３及び第４領域から第５領域を切り離すステップと、
上記第５領域の導電層上の第１ポイントと、上記第５領域の導電層上の第２ポイントとの間の抵抗を測定するステップと、
上記１つ以上の光吸収層を形成するのに使用されるプロセスパラメータの１つ以上、又は別の基板の表面上に導電層を形成するのに使用されるプロセスパラメータの１つ以上を、上記第５領域で測定された抵抗に基づいて調整するステップと、
を更に備えた請求項５に記載の方法。
【請求項９】
光電池セルを製造する方法において、
基板の表面上に１つ以上の光吸収層を形成するステップと、
上記１つ以上の光吸収層の上に導電層を堆積するステップと、
基板の第１領域内に第１の診断装置を形成するステップであって、この第１の診断装置の形成は、上記１つ以上の光吸収層の一部分及び上記導電層の一部分を除去して第２領域及び第３領域を上記第１領域内に形成することを含むステップと、
基板の上記第１領域内に第２の診断装置を形成するステップであって、この第２の診断装置の形成は、上記導電層を堆積する前に上記堆積された１つ以上の光吸収層の一部分を除去して第１の溝を形成することと、上記１つ以上の光吸収層の一部分及び上記導電層の一部分を除去して第４領域及び第５領域を上記第１領域内に形成することとを含むステップと、
を備えた方法。
【請求項１０】
上記基板を第１区分及び第２区分に区分化するステップであって、上記第１領域が実質的に第１区分内に位置されるようにするステップを更に備えた、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
上記第２領域内のポイント及び上記第３領域内のポイントと、上記第４領域内のポイント及び上記第５領域内のポイントからの電気抵抗を一般的に同時に測定するステップと、
上記１つ以上の光吸収層を形成するのに使用されるプロセスパラメータの１つ以上、又は上記導電層を形成するのに使用されるプロセスパラメータの１つ以上を調整するステップと、
を更に備えた請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
上記調整された１つ以上のプロセスパラメータを使用して第２の基板上に光電池セルの一部分を形成するステップを更に備えた、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
光電池セルを製造する方法において、
第１の誘電体基板の表面に導電層を堆積するステップと、
上記第１の誘電体基板の表面から上記堆積された導電層の一部分を除去して、上記導電層の第１領域を上記導電層の第２領域から実質的に電気的に分離するステップと、
上記第１領域内のポイント及び上記第２領域内のポイントから電気抵抗を測定するステップと、
上記堆積された導電層の一部分を除去するのに使用されたプロセスパラメータの１つ以上を調整して、第２の誘電体基板の表面に配設される堆積導電層の一部分を除去することにより形成される第３領域と第４領域との間の抵抗を改善するステップと、
を備えた方法。
【請求項１４】
上記基板を第１区分及び第２区分に区分化するステップであって、上記第１及び第２の領域が実質的に第１区分内に位置されるようにするステップを更に備えた、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
光電池セルを製造する方法において、
第１の基板の表面に第１の層を堆積するステップと、
第１のスクライビング装置を使用して第１溝のアレイを形成することにより上記堆積された層から材料を除去するステップと、
第２のスクライビング装置を使用して上記第１溝のアレイに隣接して位置された第２溝のアレイを形成することにより上記堆積された層から材料を除去するステップと、
上記第１溝のアレイと上記第２溝のアレイとの間の距離を分析して、オフセット距離を決定するステップと、
上記第１のスクライビング装置により形成された第３溝のアレイ、又は第２の基板に形成される上記第２のスクライビング装置により形成される第４溝のアレイの位置を、上記決定されたオフセット距離に基づいて調整するステップと、
を備えた方法。
【請求項１６】
上記第１のスクライビング装置又は第２のスクライビング装置を使用して第２の基板上に光電池セルの一部分を形成するステップを更に備えた、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
上記第１溝のアレイにおける溝間の距離は、上記第２溝のアレイにおける溝間の距離より小さい、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
第１のスクライビング装置を使用して第５溝のアレイを形成することにより上記堆積層から材料を除去するステップであって、上記第５溝のアレイを、それが上記第１溝のアレイに直交するように整列させるステップと、
第２のスクライビング装置を使用して上記第５溝のアレイに隣接して位置される第６溝のアレイを形成することにより上記堆積層から材料を除去するステップであって、上記第５溝のアレイを、それが第６溝のアレイに直交するように整列させるステップと、
上記第３溝のアレイと、上記第４溝のアレイとの間の距離を分析して、直交オフセット距離を決定するステップと、
上記第１のスクライビング装置により形成された第３溝のアレイ及び上記第２のスクライビング装置により形成された第４溝のアレイの位置を、上記決定された直交オフセット距離に基づいて調整するステップと、
を更に備えた請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
光電池セルを製造する方法において、
基板の表面上に１つ以上の光吸収層を形成するステップと、
上記１つ以上の光吸収層の上に導電層を堆積するステップと、
上記１つ以上の光吸収層の一部分及び上記導電層の一部分を除去して、基板の表面上の第２領域から第１領域を切り離すステップと、
上記第１領域から材料を除去して、その除去された材料により切り離された第３領域及び第４領域を形成するステップと、
上記第３領域における導電層上の第１ポイントと、上記第３領域における導電層上の第２ポイント又は上記第４領域における導電層上の第３ポイントとの間の抵抗を測定するステップと、
上記１つ以上の光吸収層を形成するのに使用されるプロセスパラメータの１つ以上、又は別の基板の表面上に導電層を形成するのに使用されるプロセスパラメータの１つ以上を、上記測定された抵抗に基づいて調整するステップと、
を備えた方法。
【請求項２０】
上記第１領域から材料を除去して、上記第３領域及び第４領域を、上記第１領域内に含まれた第３領域から実質的に電気的に分離するステップを更に備えた、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
上記導電層を堆積した後に上記第１領域から材料を除去して、上記第３及び第４領域から第５領域を切り離すステップと、
上記第５領域における導電層上の第１ポイントと上記第５領域における導電層上の第２ポイントとの間の抵抗を測定するステップと、
上記１つ以上の光吸収層を形成するのに使用されるプロセスパラメータの１つ以上、又は別の基板の表面上に導電層を形成するのに使用されるプロセスパラメータの１つ以上を、上記第５領域において測定された抵抗に基づいて調整するステップと、
を更に備えた請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
光電池セルを製造する方法において、
基板の表面上に第１の導電層を堆積するステップと、
上記第１の導電層の上に１つ以上の光吸収層を形成するステップと、
上記１つ以上の光吸収層の上に第２の導電層を堆積するステップと、
基板の第１領域にテスティングパネルを形成するステップであって、このテスティングパネルの形成は、基板の第１領域内に複数の診断装置を形成することを含み、更に、この複数の診断装置は、抵抗テスター、分離テスター、整列スケール、及びＰＶセル性能テスターより成るグループから選択されるようなステップと、
上記テスティングパネルを形成した後に、基板を第１区分及び第２区分の区分化するステップと、
を備えた方法。
【請求項２３】
上記複数の抵抗テスター、分離テスター、又は光電池セル性能テスターの各々は、一定の距離だけ離された第１の接触プローブ及び第２の接触プローブを受け入れるように適応され、上記第１及び第２の接触プローブは、上記複数の抵抗テスター、分離テスター及び光電池セル性能テスターの各々の電気的特性を許すように構成される、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
少なくとも１つの光電池セル形成処理パラメータを特徴付けるのに使用されるテスティングダイにおいて、
基板の第１領域に形成された量子効率テスト構造体と、
抵抗テスター、分離テスター、整列スケール、及び光電池セル性能テスターより成るグループから選択された複数の診断装置と、
を備えたテスティングダイ。
【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、一般的に、光電池装置に係り、より詳細には、診断装置が形成されたソーラーセルを製造しテストする方法に係る。
【０００２】
関連技術の説明
[0002]光電池産業が成熟するにつれて、ソーラーセルの生産におけるプロセス制御強化の必要性が増え続けている。より厳密なプロセス制御は、収率を改善できると共に、現在の製造プロセスをより大きな基板へと規模拡大するのを許す。複数のソーラーセル装置をコスト効果的に且つ効率良く形成するためには、製造プロセス全体にわたる種々のソーラーセル形成プロセスパラメータを効果的に制御する必要がある。今日まで、インラインテスティングにより与えられる情報は、出来上がった光電池装置の性能に限定され、機能的に不充分な又は機能不良のソーラーセル問題の根本原因分析を行うだけである。又、現在のインラインテスティングにより収集されるデータは、一般に、形成されたソーラーセル装置を完全に理解し且つ特徴付けるのに充分なものではない。
【０００３】
[0003]図１は、ガラス基板１０１上に互いに隣接して配設された光電池（ＰＶ）装置１１０、１２０の部分断面概略図である。ＰＶ装置１１０、１２０の各々は、透明な導電性酸化物（ＴＣＯ）膜１０２、シリコン吸収層１０３及び後側接触層１０４を含む堆積薄膜の１つ以上の領域の各部分の堆積及び選択的除去により形成される。ＴＣＯ膜１０２は、光学的に透明な導電性の膜、例えば、ＰＶＤ堆積のＺｎＯであり、ＰＶ装置１１０、１２０のための前方電極として働く。シリコン吸収層１０３は、入射光子１４０からＰＶ効果によって電気へとエネルギーを変換する１つ以上のｐ−ｉ−ｎ接合を含むシリコン膜である。微結晶シリコン、アモルファスシリコン、多結晶シリコン、等、の多数の形式のシリコン膜を使用して、シリコン吸収層１０３のｐ型、真性型、及びｎ型の層を形成することができる。後側接触層１０４は、ＰＶ装置１１０、１２０のための背面接触部又は電極として働き、１つ以上の導電層、とりわけ、ＰＶＤ堆積亜鉛（Ｚｎ）、スズ（Ｓｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）及びバナジウム（Ｖ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、又はニッケルバナジウム合金（ＮｉＶ）を含む。
【０００４】
[0004]ガラス基板１０１上に一緒に形成されるが、ＰＶ装置１１０及び１２０は、ＴＣＯ膜１０２に形成された絶縁溝１３１により、及び後側接触層１０４に形成された絶縁溝１３２により、互いに分離される。絶縁溝１３１及び絶縁溝１３２は、各々、ＴＣＯ膜１０２及び後側接触層１０４の一部分を除去することで形成される。同様に、後側接触層１０４を堆積する前にシリコン吸収層１０３の一部分を除去することによりシリコン吸収層１０３に接触領域１３３が形成されて、後側接触層１０４がＴＣＯ膜１０２に電気的接触するようになる。接触領域１３３は、ＴＣＯ膜１０２と後側接触層１０４との間に充分な接触面積を与えるために、図示されたように、単一の比較的大きな溝又はエリアでよい。あるケースにおいては、接触領域１３３は、例えば、レーザースクライビングを使用して接触領域１３３を形成するときには、複数の小さな溝によって形成されてもよい。
【０００５】
[0005]多くのファクタがＰＶ装置１１０、１２０の性能に悪影響を及ぼす。絶縁溝１３１と、絶縁溝１３２と、接触領域１３３との間の不整列は、このようなファクタの１つである。接触領域１３３における高い電気的抵抗は、別のファクタである。というのは、高い接触抵抗がＰＶ装置１１０、１２０の効率を低下させるからである。ＰＶ装置１１０、１２０の間の電気的分離が不充分であると、例えば、後側接触層１０４の材料が絶縁溝１３２から完全に除去されないとき、又はＴＣＯ膜１０２が絶縁溝１３１から完全に除去されないときに、横方向電流が流れるのを許すことになる。又、後側接触層１０４及び／又はＴＣＯ膜１０２における電気的抵抗が高いと、ＰＶ装置の効率が低下する。しかしながら、インラインテスティングは、ＰＶセルの全性能データしか与えられないので、どのファクタ又はファクタの組合せが性能に影響しているかの故障発見が困難であり、時間浪費であり、且つ多くのケースでは、定量化が容易ではない。従って、望ましい範囲内の性能をもつＰＶセルを生産するように製造プロセスを最適化又は変更できる前に、性能が不充分な非常に多数のＰＶセルが生産されてしまうことがある。
【０００６】
[0006]以上の観点から、この技術では、ＰＶセルの性能に関連した診断情報を収集できるようにするＰＣセルの製造方法が要望されている。
【発明の概要】
【０００７】
本発明の一実施形態は、光電池セルを製造する方法において、基板の表面上に１つ以上の光吸収層を形成するステップと、その１つ以上の光吸収層の上に導電層を堆積するステップと、その導電層の少なくとも一部分を除去することにより基板の領域に１つ以上の診断装置を形成するステップと、その１つ以上の診断装置を形成した後に基板を第１区分及び第２区分に区分化するステップであって、上記領域が実質的に第１区分内に位置されるようにするステップと、基板の第２区分に配設された１つ以上の光吸収層及び導電層を使用して光電池セルを形成するステップと、を備えた方法を説明する。
【０００８】
[0007]本発明の実施形態は、更に、光電池セルを製造する方法において、基板の表面上に第１の導電層を堆積するステップと、その第１の導電層の上に１つ以上の光吸収層を形成するステップと、その１つ以上の光吸収層から材料を除去して、１つ以上の第１の分離溝を形成するステップと、１つ以上の光吸収層及び１つ以上の第１の分離溝の上に第２の導電層を堆積するステップと、１つ以上の光吸収層の一部分及び第２の導電層の一部分を除去し、１つ以上の光吸収層の第１領域を１つ以上の光吸収層の第２領域から実質的に電気的に分離して、１つ以上の第２の分離溝を形成し、この１つ以上の第２の分離溝により切り離された第３領域及び第４領域を第１領域内に形成するステップと、第３領域内の第２の導電層上のポイントと第４領域内の第２の導電層上のポイントとの間の抵抗を測定するステップと、別の基板の表面上に１つ以上の光吸収層又は第２の導電層を形成するのに使用されるプロセスパラメータの１つ以上を調整するステップと、を備えた方法を提供することができる。
【０００９】
[0008]本発明の実施形態は、更に、光電池セルを製造する方法において、基板の表面上に１つ以上の光吸収層を形成するステップと、その１つ以上の光吸収層の上に導電層を堆積するステップと、基板の第１領域内に第１の診断装置を形成するステップであって、この第１の診断装置の形成は、１つ以上の光吸収層の一部分及び導電層の一部分を除去して第２領域及び第３領域を第１領域内に形成することを含むステップと、基板の第１領域内に第２の診断装置を形成するステップであって、この第２の診断装置の形成は、導電層を堆積する前に上記堆積された１つ以上の光吸収層の一部分を除去して第１の溝を形成し、１つ以上の光吸収層の一部分及び導電層の一部分を除去して第４領域及び第５領域を第１領域内に形成することを含むステップと、基板を第１区分及び第２区分に区分化するステップであって、第１領域が実質的に第１区分内に位置されるようにするステップと、を備えた方法を提供することができる。
【００１０】
[0009]本発明の実施形態は、更に、光電池セルを製造する方法において、第１の誘電体基板の表面に導電層を堆積するステップと、第１の誘電体基板の表面からその堆積された導電層の一部分を除去して、導電層の第１領域を導電層の第２領域から実質的に電気的に分離するステップと、第１領域内のポイント及び第２領域内のポイントから電気抵抗を測定するステップと、堆積された導電層の一部分を除去するのに使用されたプロセスパラメータの１つ以上を調整して、第２の誘電体基板の表面に配設される堆積導電層の一部分を除去することにより形成される第３領域と第４領域との間の抵抗を改善するステップと、を備えた方法を提供することができる。
【００１１】
[0010]本発明の実施形態は、更に、光電池セルを製造する方法において、第１の基板の表面に第１の層を堆積するステップと、第１のスクライビング装置を使用して第１溝のアレイを形成することにより上記堆積された層から材料を除去するステップと、第２のスクライビング装置を使用して第１溝のアレイに隣接して位置された第２溝のアレイを形成することにより上記堆積された層から材料を除去するステップと、第１溝のアレイと第２溝のアレイとの間の距離を分析して、オフセット距離を決定するステップと、第１のスクライビング装置により形成された第３溝のアレイ、又は第２の基板に形成される第２のスクライビング装置により形成される第４溝のアレイの位置を、上記決定されたオフセット距離に基づいて調整するステップと、を備えた方法を提供することができる。
【００１２】
[0011]本発明の実施形態は、更に、光電池セルを製造する方法において、基板の表面上に１つ以上の光吸収層を形成するステップと、その１つ以上の光吸収層の上に導電層を堆積するステップと、１つ以上の光吸収層の一部分及び導電層の一部分を除去して、基板の表面上の第２領域から第１領域を切り離すステップと、第１領域から材料を除去して、その除去された材料により切り離された第３領域及び第４領域を形成するステップと、第３領域における導電層の第１ポイントと、第３領域における導電層の第２ポイント又は第４領域における導電層の第３ポイントとの間の抵抗を測定するステップと、１つ以上の光吸収層を形成するのに使用されるプロセスパラメータの１つ以上、又は別の基板の表面上に導電層を形成するのに使用されるプロセスパラメータの１つ以上を上記測定された抵抗に基づいて調整するステップと、を備えた方法を提供することができる。
【００１３】
[0012]本発明の実施形態は、更に、光電池セルを製造する方法において、基板の表面上に第１の導電層を堆積するステップと、その第１の導電層の上に１つ以上の光吸収層を形成するステップと、その１つ以上の光吸収層の上に第２の導電層を堆積するステップと、基板の第１領域にテスティングパネルを形成するステップであって、このテスティングパネルの形成は、基板の第１領域内に複数の診断装置を形成することを含み、更に、複数の診断装置は、抵抗テスター、分離テスター、整列スケール、及びＰＶセル性能テスターより成るグループから選択されるようなステップと、テスティングパネルを形成した後に、基板を第１区分及び第２区分の区分化するステップと、を備えた方法を提供することができる。
【００１４】
[0013]本発明の実施形態は、更に、少なくとも１つの光電池セル形成処理パラメータを特徴付けるのに使用されるテスティングダイにおいて、基板の第１領域に形成された量子効率テスト構造体と、抵抗テスター、分離テスター、整列スケール、及び光電池セル性能テスターより成るグループから選択された診断装置と、を備えたテスティングダイを提供することができる。
【００１５】
[0014]本発明の前述した特徴を詳細に理解できるように、簡単に概要を前述した本発明について、幾つかを添付図面に例示した実施形態を参照して以下に詳細に説明する。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するもので、それ故、本発明の範囲をそれに限定するものではなく、本発明は、等しく有効な他の実施形態も包含することに注意されたい。
【詳細な説明】
【００１６】
[0042]本発明の実施形態は、少なくとも１つのＰＶセルを含む基板上に診断装置を形成することを意図している。このような装置は、プロセス診断ビヒクル（ＰＤＶ）とも称されるが、ＰＶセル特徴部の電気的特性をインライン監視するように構成される。又、形成されたＰＤＶの特性をテストすることにより収集されたデータは、プロセス結果を、生産ラインで製造されるその後のＰＶセルに対して同調させ及び／又は改善させるように使用でき、即ち以前の製造プロセスに対するフィードバックとして使用できることも意図される。或いは又、ＰＤＶを経て収集されたデータは、製造プロセスにおいてフィードフォワードされ、ＰＶセル基板上でその後に遂行されるプロセスステップを、ＰＤＶを経てＰＶセル基板上で検出された問題を補償するように、変更することができる。更に、前記診断装置は、ＰＶセル製造のための同じプロセスステップを使用して基板上に形成され、従って、ＰＶセル製造プロセスに対するＰＤＶ形成の影響を最小にするか又は排除することも意図される。ＰＶセルと同時にＰＶセル基板に製造できるＰＤＶは、抵抗テスター、分離テスター、整列スケール、及び完成ＰＶセル性能テスターを含み、その各々について以下に説明する。
【００１７】
[0043]ここに述べるＰＤＶの実施例は、単一接合ＰＶセルに関連している。しかしながら、当業者であれば、ここに含まれた開示を読めば、多接合ＰＶセルの製造プロセスも、多接合ＰＶセル基板に実質的に同様のＰＤＶを形成することから有益であることが理解されよう。更に、以下の説明は、主として、シリコン薄膜ソーラーセル装置の形成について述べるか、又はシリコン含有吸収層（例えば、参照番号２０３）について検討するが、この構成は、本発明の範囲を限定するものではない。というのは、ここに述べる装置及び方法は、他の形式のソーラーセル、例えば、III−Ｖ型のソーラーセル、薄膜カルコゲニドソーラーセル（例えば、ＣＩＧＳ、ＣｄＴｅセル）、ナノ結晶シリコンソーラーセル、光化学型ソーラーセル（例えば、染料感応型）、有機型ソーラーセル、又は他の同様のソーラーセル装置をテストし分析するのに使用できるからである。図２から図９に示すＰＤＶは、本発明の形式のＰＤＶ及びそれらの一般的な構造の幾つかの実施例を例示するものに過ぎず、従って、各装置の形状、複雑さ、層厚み、及び他の物理的属性は、本発明の範囲を限定することを意図するものではない。
【００１８】
[0044]図２Ａは、本発明の一実施形態に基づきガラスＰＶセル基板２０１に形成された後側接触層２０４の電気抵抗を測定するための抵抗テスター２００の概略断面図である。図２Ｂは、本発明の一実施形態に基づく抵抗テスター２００の上面図である。図１のＰＶ装置１１０、１２０と同様に、抵抗テスター２００は、ＰＶセル基板２０１に堆積されたＴＣＯ膜２０２と、このＴＣＯ膜２０２に堆積された吸収層２０３と、この吸収層２０３に堆積された後側接触層２０４とを備えている。ＰＶセル基板２０１に形成された活性なＰＶセル２４１、２４２は、分離溝２３１によって抵抗テスター２００から分離される。一実施形態では、吸収層２０３は、光電池装置の一部分を形成するのに使用される複数のシリコン含有層を含む。分離溝２３１は、ＰＶセル基板２０１に他の活性ＰＶセル（例えば、活性ＰＶセル２４１、２４２）を形成する分離溝を形成するのに使用される同じ材料除去プロセスを経て形成することができる。スクライビング装置によって遂行される材料除去プロセスは、従来のリソグラフィー及びエッチングプロセス、レーザースクライビング、ウオータージェットカッティング、又は他の同様の技術を含んでもよい。図２Ｃは、抵抗テスター２００の後側接触層抵抗Ｒ２０４と、吸収層抵抗Ｒ２０３と、貫通膜吸収層抵抗Ｒ２０３Ａと、ＴＣＯ膜抵抗Ｒ２０２とを示す回路図である。
【００１９】
[0045]一実施形態では、後側接触層抵抗Ｒ２０４は、接触ポイント２５１−２５４を使用して後側接触層２０４を探知する測定装置２５０の使用により測定される。測定装置２５０は、接触ポイント２５１−２５４に接続された電圧源及び電圧測定装置を含む。測定プロセス中に、測定装置２５０は、接触ポイント２５１、２５４間に電圧を印加し、従って、接触ポイント２５２、２５３間で測定される電圧降下から後側接触層抵抗Ｒ２０４を推定することができる。吸収層抵抗Ｒ２０３及びＲ２０３Ａは、後側接触層２０４より著しく大きいので、電流は、主として、図示されたように後側接触層２０４を通して経路２７０に沿って流れ、測定装置２５０により測定される抵抗は、後側接触層抵抗Ｒ２０４によって支配される。複数の抵抗テスター２００を、ＰＶセル基板２０１上で、種々の位置に、異なる配向及び／又は幾何学形状で形成することができ、種々の回帰技術を使用して、後側接触層抵抗Ｒ２０４のより正確な値を計算することができる。
【００２０】
[0046]一実施形態では、活性ＰＶセル２４１、２４２からの抵抗テスター２００の分離は、図２Ｄに示すように、後側接触層２０４に複数の分離溝２３２を形成することにより更に強靭なものとされる。図２Ｄは、本発明の一実施形態により複数の分離溝と共に形成された抵抗テスター２８０の概略断面図である。レーザースクライビング形式のプロセスを使用して後側接触層２０４に複数の分離溝２３２を容易に形成することができる。複数の分離溝２３２は、抵抗テスター２８０の後側接触層２０４を活性ＰＶセル２４１、２４２から切り離すので、これらの隣接装置からの抵抗テスター２８０の完全な電気的分離が保証される。
【００２１】
[0047]図３Ａは、本発明の一実施形態によりＰＶセル基板２０１に形成されたＴＣＯ膜２０２の電気抵抗を測定するための抵抗テスター３００の概略断面図である。抵抗テスター３００は、図２Ａ、２Ｂの抵抗テスター２００と構成が若干類似し、従って、共有される特徴部に対して同じ参照番号が適宜使用される。抵抗テスター３００は、ＰＶセル基板２０１に形成された活性ＰＶセル２４１、２４２又は他のテスト構造体から分離溝２３１により分離することができる。図２Ａを参照して上述したように、分離溝２３１は、活性ＰＶセル２４１、２４２からの抵抗テスター３００の電気的な分離を保証するために後側接触層２０４に形成された複数の溝を含んでもよい。後側接触層２０４とＴＣＯ膜２０２との間に低抵抗の電気的経路を与えるために抵抗テスター３００の各端に接触領域３３３が配設される。この接触領域３３３を形成するために、吸収層２０３の単一の広面積部分又は複数の小さな溝状部分が除去されてもよい。更に、抵抗テスター３００は、図示されたように、吸収層２０３及び後側接触層２０４に形成された複数の内部溝３２３を含む。分離溝２３１、内部溝３２３、及び接触領域３３３を形成するのに、従来のリソグラフィー及びエッチングプロセス、レーザースクライビング、又はこの技術で知られた他の方法を使用してもよい。
【００２２】
[0048]ＴＣＯ膜抵抗Ｒ２０２は、接触ポイント３５１、３５４間に電流又は電圧を印加し、測定装置２５０を使用して接触ポイント３５２、３５３間の電圧降下を測定して、抵抗を測定することにより、決定される。接触領域３３３に関連して内部溝３２３を形成することで、抵抗テスター３００により発生されるテスト電流が電気的経路３７０にしか流れないことが保証される。図３Ｂは、抵抗テスター３００により測定される電気的経路３７０に沿った種々の抵抗を示す回路図である。後側接触層抵抗Ｒ２０４及び接触抵抗Ｒ３３３は、それらの長さが比較的短いために、ＴＣＯ膜抵抗Ｒ２０２より著しく低いので、電気的経路３７０の抵抗は、ＴＣＯ膜抵抗Ｒ２０２に本質的に等しく、測定装置２５０によって直接測定される。複数の抵抗テスター３００を、ＰＶセル基板２０１上で、種々の位置に、異なる配向及び／又は幾何学形状で形成することができ、種々の回帰技術を使用して、ＴＣＯ膜抵抗Ｒ２０２のより正確な値を計算することができる。
【００２３】
[0049]図４Ａは、本発明の一実施形態によりＰＶセルのＴＣＯ−Ｓｉ界面の電気抵抗を測定するための抵抗テスター４００の概略断面図である。この抵抗テスター４００の構成は、図３Ａの抵抗テスター３００に若干類似しており、従って、共有される特徴部に対して同じ参照番号が適宜使用される。抵抗テスター４００は、活性ＰＶセル２４１、２４２及び他のテスト構造体から分離溝２３１により分離することができ、抵抗テスター４００の各端には接触ポイント４５１、４５２及び４５３、４５４に接近して接触領域３３３が配設される。ＴＣＯ膜２０２の一部分は、吸収層２０３の堆積の前に除去されて、ＴＣＯ膜２０２にギャップ４０２が形成され、このギャップは、堆積中に吸収層で埋められて、ＴＣＯ−Ｓｉ界面４０１の部分を形成する。更に、複数の内部溝３２３は、ＴＣＯ膜２０２に形成されたギャップ４０２にいずれも一致しないように配置される。従って、接触ポイント４５１、４５４間に流れるテスト電流は、図示されたように、ＴＣＯ膜２０２、吸収層２０３により埋められたギャップ４０２、及び各ギャップ４０２の側部のＴＣＯ−Ｓｉ界面４０１を通る電気的経路４７０に流れる。
【００２４】
[0050]ＰＶセル基板２０１に形成されたＰＶセルのためのＴＣＯ−Ｓｉ界面抵抗Ｒ４０１は、接触ポイント４５１、４５４により、測定装置２５０を使用して接触ポイント４５２、４５３間の電圧降下を測定することで決定される。上述したように、電気的経路４７０は、各ギャップ４０２の側部及びその隣接水平縁においてＴＣＯ−Ｓｉ界面４０１を通過する。図４Ｂは、抵抗テスター４００により測定される電気的経路４７０の抵抗を示す回路図である。後側接触層抵抗Ｒ２０４、接触抵抗Ｒ３３３、及びＴＣＯ膜抵抗Ｒ２０２は、ＴＣＯ−Ｓｉ界面４０１の電気的抵抗より著しく小さい。同様に、ギャップ４０２が比較的狭いときには、吸収層２０３を通過する電気的通路４７０の部分の電気的抵抗も、ＴＣＯ−Ｓｉ界面４０１の電気的抵抗に対して非常に小さくなる。従って、電気的経路４７０の抵抗は、ＴＣＯ−Ｓｉ界面抵抗Ｒ４０１により支配され、測定装置２５０によって測定される。ＴＣＯ−Ｓｉ界面抵抗Ｒ４０１及びギャップ４０２の幾何学形状が与えられると、当業者であれば、ＰＶセル基板２０１に形成されたＰＶセルにおけるＴＣＯ−Ｓｉ界面抵抗を容易に測定することができる。或いは又、複数の抵抗テスター４００を、ＰＶセル基板２０１上で、種々の位置に、異なる配向及び／又は幾何学形状で形成することができ、種々の回帰技術を使用して、ＴＣＯ−Ｓｉ界面抵抗Ｒ４０１のより正確な値を計算することができる。
【００２５】
[0051]図５Ａは、本発明の一実施形態によりＰＶセル基板２０１に形成されたＰＶセルの接触抵抗を測定するための抵抗テスター５００の概略断面図である。この抵抗テスター５００の構成は、図４Ａの抵抗テスター４００に若干類似しており、従って、共有される特徴部に対して同じ参照番号が適宜使用される。抵抗テスター５００は、活性ＰＶセル２４１、２４２及び他のテスト構造体から分離溝２３１によって分離することができ、抵抗テスター５００の各端には、接触ポイント５５１、５５２及び５５３、５５４の付近に、接触領域３３３が配設される。吸収層２０３の堆積の前に、ＴＣＯ膜２０２の部分が除去されて、ＴＣＯ膜２０２を複数のセグメント、即ちセグメント２０２Ａ−Ｅへと分離させる。吸収層２０３には付加的な接触領域３３３Ａ−Ｄも形成され、ＴＣＯ膜２０２のセグメント２０２Ａ−Ｅの各々が、図示されたように、後側接触層２０４を通る低抵抗率経路を経てＴＣＯ膜２０２の各隣接セグメントに電気的に結合される。従って、接触ポイント５５１、５５５間に流れるテスト電流は、図示されたように、接触領域３３３及び付加的な接触領域３３３Ａ−Ｄを経てＴＣＯ膜２０２のセグメント２０２Ａ−Ｅへ至る電気的経路５７０をたどる。
【００２６】
[0052]ＰＶセル基板２０１に形成されたＰＶセルの接触抵抗、即ち後側接触層／ＴＣＯ膜界面の電気的抵抗は、接触ポイント５５１、５５４間に電圧を印加し、接触ポイント５５２、５５３間の電圧降下を測定装置２５０で測定して抵抗を計算することにより決定される。上述したように、電気的経路５７０は、複数の接触領域、即ち接触領域３３３及び付加的な接触領域３３３Ａ−Ｄを通過する。図５Ｂは、抵抗テスター５００により測定される電気的経路５７０の抵抗を示す回路図である。後側接触層抵抗Ｒ２０４及びＴＣＯ膜抵抗Ｒ２０２は、接触抵抗Ｒ３３３より著しく小さいので、電気的経路５７０の電気的抵抗は、接触抵抗Ｒ３３３によって支配される。従って、電気的経路５７０の抵抗は、複数の接触抵抗Ｒ３３３の和に本質的に等しく、測定装置２５０により決定される。電気的経路５７０の抵抗が与えられると、当業者であれば、接触抵抗Ｒ３３３の平均値を使用して、ＰＶセル基板２０１に形成されたＰＶセルの接触抵抗を計算することができる。或いは又、複数の抵抗テスター５００を、ＰＶセル基板２０１上で、種々の位置に、異なる配向及び／又は幾何学形状で形成することができ、種々の回帰技術を使用して、接触抵抗Ｒ３３３のより正確な値を計算することができる。
【００２７】
[0053]図６は、本発明の一実施形態により、ＴＣＯ膜２０２の分離領域において、ＰＶセル基板２０１上のＴＣＯ膜２０２に形成されたＴＣＯ膜分離溝６３１の有効性を測定するための分離テスター６００の概略断面図である。ＰＶセル基板２０１に形成されるときには、分離テスター６００の構成は、図２Ａ、２Ｂの抵抗テスター２００に若干類似しており、従って、共有される特徴部に対して同じ参照番号が適宜使用される。分離テスター６００は、活性ＰＶセル２４１、２４２及び他のテスト構造体から分離溝２３１によって分離することができ、中央領域６０１及びそれを取り巻く周囲領域６０２で構成される。この中央領域６０１と周囲領域６０２との間には、ＴＣＯ膜２０２に特徴部を形成するのに使用される同じ材料除去プロセスであってＰＶセル製造プロセスの一部分であるプロセスを経て、図１の絶縁溝１３１のようなＴＣＯ膜分離溝６３１が形成される。例えば、ＴＣＯ膜分離溝６３１は、従来のリソグラフィー及びエッチングプロセス、レーザースクライビング、又は他の同様の材料除去プロセスにより形成することができる。一実施例では、絶縁溝２３１は、レーザースクライビングプロセスを使用して形成されてもよい。レーザースクライビング装置を使用する絶縁溝２３１の形成プロセスは、基板を横切るレーザースキャン速度、基板に付与されるエネルギーのパルスの周波数及びレーザーの出力電流を含むレーザースクライビングプロセスパラメータの１つ以上を調整することにより制御できる。レーザースキャン速度は、製造スループット要件によってしばしば指令され、典型的に、ある一定値にセットされる。レーザーの周波数及び出力電流は、レーザーにより発生される実際のパワーを支配する。ソーラーモジュール製造の種々の段階でレーザースクライビングを遂行するときには、レーザーのパワーが低過ぎると、レーザーは、各層をカット又は融除するに充分な熱を発生しない。しかしながら、レーザーパワーが高過ぎる場合には、レーザーは、各層をカットするだけでなく、その下に配設された層又は基板もカットし又はダメージを及ぼすことがある。それ故、既知の又は一貫した堆積厚みを有する特定の層をきれいにカットするに必要なレーザーパワーを得るようにレーザースクライビングパラメータを同調することが重要である。
【００２８】
[0054]ＴＣＯ膜分離溝６３１、ひいては、ＴＣＯ膜２０２に形成された溝及びギャップを含むＰＶセル基板２０１上に形成される全ての他の特徴部は、接触ポイント６５１、６５２により測定装置２５０で特徴付けることができる。測定装置２５０は、電圧源及び電圧測定機能を含み、接触ポイント６５１、６５２間に電圧を印加する。ＴＣＯ膜分離溝６３１内のＴＣＯ膜材料の除去の完全性は、この抵抗測定によるか、又は接触ポイント６５１、６５２間に流れる電流の測定により、定量化される。例えば、分離溝がＴＣＯ膜２０２を貫通して形成されない場合に、中央領域６０１と周囲領域６０２との間の電気的抵抗は、ＴＣＯ膜分離溝６３１の底部に残留導電性材料があるために、低過ぎることになる。上述した抵抗テスター２００、３００、４００及び５００と同様に、複数の分離テスター６００を、ＰＶセル基板２０１上で、種々の位置に、異なる配向及び／又は幾何学形状で形成して、ＴＣＯ膜分離測定の精度を改善することができる。
【００２９】
[0055]図７は、本発明の一実施形態によりＰＶセル基板２０１上に形成されたＰＶセルの後側接触層２０４及び吸収層２０３に形成されたＴＣＯ膜分離溝７３１の完全さを測定するための分離テスター７００の概略断面図である。この分離テスター７００の構成は、図６の分離テスター６００に若干類似しており、従って、共有される特徴部に対して同じ参照番号が適宜使用される。分離テスター７００は、活性ＰＶセル２４１、２４２又は他のテスト構造体から分離溝２３１によって分離され、中央領域７０１及びそれを取り巻く周囲領域７０２で構成される。この中央領域７０１と周囲領域７０２との間には、ＰＶセル製造プロセスの一部分として後側接触層２０４及び吸収層２０３に特徴部を形成するための同じ材料除去プロセスを経てＴＣＯ膜分離溝７３１が形成される。
【００３０】
[0056]ＴＣＯ膜分離溝７３１、ひいては、後側接触層２０４及び吸収層２０３に形成された溝及びギャップを含むＰＶセル基板２０１上に形成される全ての他の特徴部は、接触ポイント７５１、７５２により測定装置２５０で特徴付けることができる。測定装置２５０は、電圧源及び電圧測定機能を含み、接触ポイント７５１、７５２間に電圧を印加する。ＴＣＯ膜分離溝７３１からの後側接触層２０４の除去の完全性は、この抵抗測定によるか、又は接触ポイント７５１、７５２間に流れる電流の測定により、定量化される。上述した抵抗テスター２００、３００、４００及び５００と同様に、複数の分離テスター７００を、ＰＶセル基板２０１上で、種々の位置に、異なる配向及び／又は幾何学形状で形成して、ＴＣＯ膜分離測定の精度を改善することができる。
【００３１】
[0057]図８は、本発明の一実施形態によりＰＶセルを製造するのに使用される２つの異なる材料除去プロセスの整列を定量化するためにＰＶセル基板の表面に形成された整列スケール８００、８１０の平面図である。この整列スケール８００は、ＰＶセル製造のための異なる材料除去プロセスにより各々形成された第１スケール８０１及び第２スケール８０２を備えている。例えば、第１スケール８０１は、ＴＣＯ膜材料の除去中に形成することができ、又、第２スケール８０２は、吸収材料の除去中に形成することができる。図示されたように、第１スケール８０１の整列マーク８０３は、間隔Ｓ１を有し、又、第２スケール８０２の整列マーク８０４は、間隔Ｓ１より若干小さい間隔Ｓ２を有する。間隔Ｓ１及びＳ２は等しくないので、第１スケール８０１及び第２スケール８０２の不整列を、推定に頼らずに、比較的高い精度レベルで定量化することができる。即ち、整列マーク８０３及び８０４のどれが軸Ｘから等距離にあるか決定することにより、Ｙ軸に沿ったオフセット、即ち２つの材料除去プロセス間の垂直方向オフセットを、バーニアスケールにより使用されるものと同様に、定量化することができる。同様に、軸Ｘに沿った２つの材料除去プロセス間の不整列、即ち水平方向オフセットは、整列スケール８１０で定量化することができる。整列スケール８１０は、一般的に、ＰＶセル製造プロセスにおいて異なる材料除去プロセスにより各々形成された第１スケール８０６及び第２スケール８０７を含む。整列マーク８０３から８０４又は整列マーク８０６から８０７の整列は、手動検査により行うこともできるし、或いはデジタル映像分析コンピュータ又は他の同様のデジタルイメージ装置に結合されたデジタルカメラを使用して自動的な形態で行うこともできる。２つの材料除去プロセス間の測定された不整列、即ちオフセットは、これを定量化し、次いで、種々の材料除去装置の位置、例えば、レーザースクライビング装置の各々における各レーザーのビーム位置を調整することで、調整できる。整列マーク８０３と８０４との間のオフセットは、材料除去装置における種々の材料除去コンポーネントの手動又は自動オフセット調整により調整することができる。
【００３２】
[0058]一対の整列スケール、即ち１つの垂直及び１つの水平スケールでは、２つの材料除去プロセスの不整列しか定量化できないので、各材料除去プロセス間の不整列を定量化するには、一般的に、複数対の整列スケールが必要となる。例えば、基板上にＰＶセルを製造するのに３つの材料除去ステップが必要であるときには、３対の整列スケールが必要となり、即ち、第１対のスケールは、第１ステップと第２ステップとの不整列を測定し、第２対のスケールは、第２ステップと第３ステップとの不整列を測定し、第３対のスケールは、第１ステップと第３ステップとの不整列を測定する。
【００３３】
[0059]抵抗テスター、分離テスター及び整列スケールに加えて、基板上のＰＶセル性能を定量化するための完全機能ＰＶ装置として働く他のプロセス開発ビヒクル（ＰＤＶ）をＰＶセル基板上に形成することができる。このように測定できる性能メトリックは、量子効率（ＱＥ）、暗電流（ＤＩＶ）、光電流電圧（ＬＩＶ）、及び／又は充填ファクタを含む。図９Ａは、  本発明の一実施形態によりＰＶセル（図示せず）と同時にＰＶセル基板９１０に形成できるセル性能テスター９００の上面図である。図９Ｂは、図９Ａの断面線Ａ−Ａ’及びＢ−Ｂ’で切り取られたセル性能テスター９００の２つの概略断面図である。このセル性能テスター９００は、抵抗テスター２００、３００及び４００のような上述したＰＤＶに構成が若干類似しており、従って、共有される特徴部に対して同じ参照番号が適宜使用される。
【００３４】
[0060]セル性能テスター９００は、ＰＶセル基板９１０の領域にレーザースクライビング線９０１により画成され、これらスクライビング線は、ＰＶセル基板９１０上に形成されたＰＶセル及び他のＰＤＶからセル性能テスター９００を電気的に分離するために後側接触層２０４を通して形成される。電気的な分離を改善するために複数の平行なレーザースクライビング線９０１が使用される。セル性能テスター９００は、更に、レーザースクライビング線９０２によっても画成され、これらスクライビング線は、後側接触層２０４とＴＣＯ膜２０２との間に接触領域２３３を形成するために吸収層２０３を通して形成される（図９Ｂを参照）。又、レーザースクライビング線９０３は、図９Ｂに示すように、セル性能テスター９００の活性装置エリア９２０を画成し、後側接触層２０４を通して形成される。このレーザースクライビング線９０３は、又、プローブポイント９５１及び９５２を電気的に分離し、活性装置エリア９２０のセル性能を測定装置２５０で測定できるようにする。セル性能テスター９００は、このＰＤＶを作り上げる異なる膜のレーザースクライビングに関して説明するが、当業者であれば、この技術で知られた他の材料除去方法を使用してセル性能テスター９００を形成できることも理解されよう。
【００３５】
[0061]セル性能パラメータを測定するために、測定装置２５０は、図９Ｂに概略的に示すように、プローブポイント９５１及び９５２に接触する。ＤＩＶ、即ち光子が入射しないときにセル性能テスター９００に流れる比較的小さな電流を測定するときには、セル性能テスター９００が暗い環境において動作される。スペクトル応答とも称されるセル性能テスター９００のＱＥを測定するときには、典型的に、活性装置エリア９２０に入射光エネルギーを伴ったり伴わなかったりして測定が行われる。このテストのために活性装置エリア９２０を照射するのに、レーザーダイオードのような既知の出力パワーの単色光源が使用される。単一接合装置は、２つの波長で測定され、又、３接合装置は、４つの波長で測定される。セル性能テスター９００のＬＩＶテストは、短絡電流、開路電圧及び充填ファクタのようなソーラーセルパラメータを与えるために行うことができる。
【００３６】
[0062]ＰＶセル基板９１０にセル性能テスター９００が存在することは、ＰＶセル基板９１０に形成されたＰＶセルが基板から個別化されてパッケージされる前にそのＰＶセルの性能を正確に推定できる手段をもたらす。当業者であれば、セル性能テスター９００を異なるサイズ及び幾何学形状に容易にスケーリングできると共に、複数のセル性能テスター９００を所与の基板上の異なる位置に配設して、基板上に形成されたＰＶセルの性能に対する周囲の貢献を定量化する上で助けとなることが明らかであろう。
【００３７】
[0063]テストの便宜上、ここに述べるような異なるＰＤＶを同様の幾何学形状で構成して、各ＰＤＶに対する相対的なプローブ位置が同じ間隔をもつようにしてもよい。このようにして、測定装置２５０のような単一の測定装置を使用して、複数のテスト測定を行ってもよい。図１０は、ＰＶセル基板１００１に形成された複数のＰＤＶのブロック１０００を示す概略上面図である。このブロック１０００は、ＰＶセル基板１００１の後側接触層に形成された分離ギャップ１００２により画成される。ブロック１０００は、図２Ａの抵抗テスター２００と構成が実質的に同様の後側接触抵抗テスター１０１１と、図３Ａの抵抗テスター３００と構成が実質的に同様のＴＣＯ膜抵抗テスター１０１２と、図５Ａの抵抗テスター５００と構成が実質的に同様の接触抵抗テスター１０１３と、図９Ａ−Ｃのセル性能テスター９００と実質的に同様のセルテスター１０１４と、図７の分離テスター７００と構成が実質的に同様の後側接触分離テスター１０１５とを備えている。
【００３８】
[0064]ブロック１０００に含まれたＰＤＶの各々は、四端子測定を可能にするために、図示されたように、４つのプローブポイントＰ１−Ｐ４を有する。後側接触抵抗テスター１０１１の場合に、プローブポイントＰ１−Ｐ４は、各々、図２Ａの接触ポイント２５１−２５４に対応する。ＴＣＯ膜抵抗テスター１０１２の場合に、プローブポイントＰ１−Ｐ４は、各々、図３Ａの接触ポイント３５１−３５４に対応する。接触抵抗テスター１０１３の場合に、プローブポイントＰ１−Ｐ４は、各々、図５Ａの接触ポイント５５１−５５４に対応する。セルテスター１０１４の場合に、プローブポイントＰ１は、図９Ａのプローブポイント９５１に対応し、プローブポイントＰ２は、プローブポイント９５２に対応する。後側接触分離テスター１０１５の場合に、プローブポイントＰ１、Ｐ４は、図７の接触ポイント７５１に対応し、プローブポイントＰ２、Ｐ３は、接触ポイント７５２に対応する。従って、単一の測定装置をブロック１０００にわたって並進移動させて、ブロック１０００内のＰＤＶの複数の測定を短時間で行うことができる。或いは又、５つの四端子プローブをもつ単一の測定装置をブロック１０００の全てのプローブポイントに同時に接触させて、全てのテストを一度に行うことができる。
【００３９】
[0065]ここに述べる種々のＰＤＶ、即ち抵抗テスター、分離テスター、整列スケール、及びＰＶセル性能テスターは、専用テスト基板に形成することもでき、又は製品ＰＶセルと同じ基板に配設することもできることが意図される。製品基板にＰＤＶが形成されるときには、ＰＤＶは、基板上で製品ＰＶセルモジュールの周りに位置されてもよいし、ＰＶセルモジュールに代わって１つの場所にグループ化されてもよいし、又は１つ以上のＰＶセルモジュールの表面に位置されてもよい。図１１Ａは、４つのＰＶセルモジュール１１０１が配列され、且つそれらのＰＶセルモジュール１１０１間のカッティングスペース１１０２に複数のＰＤＶ１１０５が位置されたＰＶセル基板１１００の概略上面図である。図１１Ｂは、３つのＰＶセルモジュール１１０１が配列され、且つ複数のＰＤＶ１１０５が単一のブロック１１５１に位置されたＰＶセル基板１１５０の概略上面図である。第４のＰＶセルモジュールを有するのに代わって、ブロック１１５１がＰＶセル基板１１５０に形成される。図１１Ｃは、４つのＰＶセルモジュール１１６２が配列され且つ複数のＰＤＶがＰＶセルモジュール１１６２の境界内に位置されたＰＶセル基板１１６０の概略上面図である。
【００４０】
[0066]図１１Ｄは、３つの１／４パネルサイズのＰＶセルモジュール１１０１が配列され、且つ複数のＰＤＶが形成された複数のテスティングモジュール１１７２をテストパネル１１７１が収容しているＰＶセル基板１１７０の概略上面図である。一実施形態では、ＰＶセルモジュール１１０１及びテストパネル１１７１は、２．２ｍｘ２．６ｍサイズのソーラーセル基板の１／４区分である。複数のテスティングモジュール１１７２は、一般的に、３つの１／４パネルサイズのＰＶセルモジュール１１０１を形成するのに使用されるプロセスシーケンスのステップ中に形成される。一実施形態では、テスティングモジュール１１７２は、上述した図２−９に示された複数のＰＤＶを含むＰＶセル基板１１７０の３０ｃｍｘ３０ｃｍ区分である。
【００４１】
[0067]一実施形態では、ＰＶセル処理シーケンスは、ＰＶセル基板１１７０を１つ以上のＰＶセルモジュール１１０１及び１つ以上のテストパネル１１７１へと区分化するのに使用される基板区分化モジュールを含む。一実施形態では、この基板区分化モジュールは、２６００ｍｍｘ２２００ｍｍのＰＶセル基板１１７０を受け取り、これを、１つの１３００ｍｍｘ２２００ｍｍのＰＶセルモジュール１１０１及び１つの１３００ｍｍｘ２２００ｍｍのテストパネル１１７１に区分化する。又、一実施形態では、基板区分化モジュールは、２６００ｍｍｘ２２００ｍｍサイズのＰＶセル基板１１７０を受け取り、これを、１つの２６００ｍｍｘ１１００ｍｍのＰＶセルモジュール１１０１及び１つの２６００ｍｍｘ１１００ｍｍのテストパネル１１７１に区分化する。又、一実施形態では、基板区分化モジュールは、２６００ｍｍｘ２２００ｍｍのＰＶセル基板１１７０を受け取り、これを、３つの１３００ｍｍｘ１１００ｍｍのＰＶセルモジュール１１０１及び１つの１３００ｍｍｘ２２００ｍｍのテストパネル１１７１に区分化する（図１１Ｄ）。区分化プロセス及びこのプロセスを遂行するように適応されるモジュールの一例が、参考としてここに援用する、２００８年８月２９日に出願された米国特許出願第１２／２０１，８４０号に説明されている。
【００４２】
[0068]図１１Ｅは、９個のテスティングモジュール１１７２が形成されたテストパネル１１７１の一実施形態の上面図である。図１１Ｆは、複数のテスティングダイ１１７３が形成された図１１Ｅに示すテストパネル１１７１の少なくとも１つを示す拡大上面図である。各テスティングダイ１１７３は、１つ以上のＰＤＶが形成され、従って、ソーラーセル形成プロセスの態様を分析し定量化する上で助けとなるように使用できるテスト構造体のアレイを与えることができる。一実施形態では、各テスティングダイ１１７３は、複数のＰＤＶを含むＰＶセル基板１１７０の１０ｃｍｘ１０ｃｍ区分である。一実施形態では、テスティングダイ１１７３は、図１０に示すブロック１０００と同様に構成される。
【００４３】
[0069]図１１Ｇは、９個のテスティングダイ１１７３を含むテスティングモジュール１１７２のレイアウトを例示する。この構成では、各テスティングダイ１１７３は、一般的に、図示されたように配列できる複数のＰＤＶを含む。この実施例では、各テスティングダイ１１７３は、図２から９を参照して上述したＰＤＶの少なくとも１つを含む。
【００４４】
プロセスフロー
[0070]本発明の実施形態は、ＰＶセル基板上にＰＤＶ及びＰＶセルを同時に形成することを意図している。図１２は、本発明の一実施形態によりＰＶセル基板上にＰＤＶを形成するためのプロセスシーケンス１２００を要約するフローチャートである。例えば、図５Ａにおける抵抗テスター５００の形成をプロセスシーケンス１２００において説明する。図１４Ａ−Ｆは、製造プロセスの異なる段階における抵抗テスター５００の概略断面図（即ち、図１４Ａ、１４Ｃ及び１４Ｅ）及び平面図（即ち、図１４Ｂ、１４Ｄ及び１４Ｆ）である。当業者であれば、抵抗テスター、分離テスター、整列スケール及び完成ＰＶセル性能テスターを含むここに述べる他のＰＤＶも、プロセスシーケンス１２００によりＰＶセル基板上に形成できることが理解されよう。
【００４５】
[0071]ステップ１２０１では、誘電体基板、例えば、ガラス基板が受け取られ、処理のための準備がなされる。一実施形態では、基板は、基板の縁、全サイズ及び／又は清潔さが充分制御されない「生」の状態で受け取られる。生の基板を受け取ることで、ソーラー装置を形成する前に基板を準備し保管するためのコストを減少し、従って、ソーラーセル装置コスト、設備コスト、及び最終的に形成されるソーラーセル装置の生産コストを減少する。この実施形態では、生の基板には、ＴＣＯ層が形成されている。或いは又、ＴＣＯ層は、付加的なプロセスステップにおいて堆積されてもよい。準備の一部分として、収率の問題を防止するために縫合装置において基板の縁が準備され、次いで、湿式化学こすり洗い及びすすぎ洗いステップを使用して基板の表面が洗浄され、望ましからぬ汚染物を除去する。一実施形態では、ＴＣＯ層は、プラズマ増強化学的気相堆積（ＰＥＣＶＤ）プロセス、ホットワイヤ化学的気相堆積（ＨＷＣＶＤ）プロセス、物理的気相堆積（ＰＶＤ）プロセス、又は他の同様の堆積プロセスを使用して堆積されたＺｎＯ、ＳｎＯ、又はＡＺＯである。
【００４６】
[0072]ステップ１２０２では、基板において前方接触分離が行われ、基板表面の異なる領域を互いに電気的に分離する。このステップでは、ＴＣＯ材料が材料除去ステップの使用により基板表面から除去されて、図５Ａ及び図１４Ａ−１４Ｂに示すように、ＴＣＯ膜２０２にギャップ４０２を形成し、ＴＣＯ膜２０２をセグメント２０２Ａ−Ｅへと切り離し、分離溝２３１の底部を形成する。一実施形態では、Ｎｄ：バナジウム酸塩（Ｎｄ：ＹＶＯ４）レーザー光源を使用して、基板表面から材料を融除し、基板のある領域を次の領域から電気的に分離する線を形成する。別の実施形態では、ウオータージェットカッティングツール又はダイヤモンドスクライビングを使用して、スクライビング線を形成し、従って、基板の表面上の種々の領域を分離して、ＰＶセル及び抵抗テスター５００のセグメント２０２Ａ−Ｅを形成する。更に、スクライビングモジュール２０８に入る基板の温度は、スクライビング線の正確な場所を確保するために、約２０℃から約２６°の範囲の温度であるのが望ましい。例えば、抵抗性ヒーター及び／又は冷却コンポーネント（例えば、熱交換機、熱電気装置）を含む能動的な温度制御ハードウェアアッセンブリーが使用されてもよい。一実施形態では、基板温度を約２５±０．５℃に制御するのが望ましい。
【００４７】
[0073]ステップ１２０３では、基板は、前堆積洗浄ステップを受け、ステップ１２０２における前方接触分離の実行後に基板の表面から汚染物を除去する。ステップ１２０３の洗浄プロセスは、ステップ１２０２の洗浄プロセスと実質的に同様であってもよい。
【００４８】
[0074]ステップ１２０４では、光吸収層（例えば、吸収層２０３）の堆積プロセスが行われる。１つ以上の光吸収層堆積ステップは、図５Ａ及び図１４Ｃ−１４Ｄにおける抵抗テスター５００のＰＣセル及び吸収層２０３の種々の光吸収領域を形成するのに使用される１つ以上の準備、エッチング及び／又は材料堆積ステップを含んでもよい。ステップ１２０４は、一般的に、１つ以上のｐ−ｉ−ｎ接合を形成するための一連のサブ処理ステップを含む。一実施形態では、１つ以上のｐ−ｉ−ｎ接合は、アモルファスシリコン及び／又は極微結晶シリコン材料を含む。一般的に、１つ以上の処理ステップが１つ以上のクラスターツールにおいて遂行され、基板表面に１つ以上の層を形成して、ソーラーセル装置のｐ−ｉ−ｎ接合の少なくとも一部分を形成する。薄膜ソーラー用途に対するアモルファスシリコン及び極微結晶シリコン堆積に関する更なる情報は、参考としてここに援用する０８／３１／０７に出願された米国プロビジョナル特許出願第６０／９６７，０７７号、及び２００８年７月２３日に出願された米国特許出願第１２／１７８，２８９号に見ることができる。一実施形態では、光吸収層は、プラズマ増強化学的気相堆積（ＰＥＣＶＤ）プロセス、ホットワイヤ化学的気相堆積（ＨＷＣＶＤ）プロセス、又は他の同様の堆積プロセスを使用して堆積される。
【００４９】
[0075]ステップ１２０５では、基板において相互接続形成が行われて、吸収材料中に特徴部を形成する。このステップでは、材料除去ステップの使用により吸収層２０３から吸収材料が除去される。このように、接触領域３３３、付加的な接触領域３３３Ａ−Ｄ、及び内部溝３２３の底部が、図５Ａ及び図１４Ｃ−Ｄに示すように、形成される。ステップ１２０４の間に、分離溝２３１に堆積された吸収材料も除去される。ステップ１２０２で述べたレーザー融除又は他の材料除去技術を、ステップ１２０５における相互接続形成に使用してもよい。基板は、ステップ１２０５の相互接続形成の後に、ステップ１２０３で上述した付加的な洗浄ステップを受けてもよい。
【００５０】
[0076]ステップ１２０６では、後方接触堆積が行われ、ここでは、基板上で１つ以上の基板後方接触形成ステップが遂行される。一実施形態では、ステップ１２０６は、図５Ａ及び図１４Ｅ−１４Ｆにおいて抵抗テスター５００の基板及び後側接触層２０４の表面に後方接触領域を形成するのに使用される１つ以上のＰＶＤ堆積ステップを含む。又、一実施形態では、１つ以上のＰＶＤ堆積ステップは、亜鉛（Ｚｎ）、スズ（Ｓｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、及びバナジウム（Ｖ）より成るグループから選択された金属元素を含む後方接触領域を形成するのに使用される。１つの実施例では、酸化亜鉛（ＺｎＯ）又はニッケルバナジウム合金（ＮｉＶ）を使用して、後方接触層の少なくとも一部分が形成される。カリフォルニア州、サンタクララのアプライドマテリアルズ社から入手できるＡＴＯＮＴＭ  ＰＶＤ５．７ツールを使用して、１つ以上の処理ステップを遂行することができる。別の実施形態では、後方接触領域は、プラズマ増強化学的気相堆積（ＰＥＣＶＤ）プロセス、ホットワイヤ化学的気相堆積（ＨＷＣＶＤ）プロセス、又は他の同様の堆積プロセスを使用して堆積される。
【００５１】
[0077]ステップ１２０７では、基板上で後方接触分離が遂行され、図５Ａ及び図１４Ｅ−１４Ｆにおいて基板表面上に含まれた複数のソーラーセルを互いに電気的に分離し、分離溝２３１及び内部溝３２３を完成する。このステップでは、材料除去ステップの使用により後側接触材料が除去される。ステップ１２０２で上述したレーザー融除又は他の材料除去技術を、ステップ１２０７の後方接触分離に使用してもよい。基板は、ステップ１２０７の相互接続形成の後に、ステップ１２０３で上述した付加的な洗浄ステップを受けてもよい。
【００５２】
[0078]プロセスシーケンス１２００、及びＰＶセル装置の形成に使用できる付加的なプロセスを遂行することのできるソーラーセル生産ラインは、０８／２９／０８に出願された米国特許出願第１２／２０２，１９９号（代理人管理番号１１１４１）、及び０８／３１／０７に出願された米国プロビジョナル特許出願第６０／９６７，０７７号に詳細に説明されており、これら特許出願は、両方とも、参考としてここに援用する。又、ｐ−ｉ−ｎ接合型ＰＶセルのようなＰＶセルに１つ以上の層を形成するのに使用できるハードウェア、処理方法及び堆積パラメータに関する情報は、２００８年７月２３日に出願された米国特許出願第１２／１７８，２８９号（代理人管理番号ＡＰＰＭ１１７０９．Ｐ３）、及び２００８年７月９日に出願された米国特許出願第１２／１７０，３８７号（代理人管理番号ＡＰＰＭ１１７１０）に詳細に説明されており、これら特許出願は、両方とも、参考としてここに援用する。当業者であれば、基板上にＰＶセルを形成するためにプロセスシーケンス１２００で説明された材料堆積及び除去ステップのシーケンスは、同じ基板上に同時に又は同じプロセスステップ中にＰＤＶを形成するのにも使用できることが明らかであろう。従って、ＰＶセルを形成するときに基板上にここに述べたＰＤＶを形成するのに付加的なプロセスステップが必要とされない。
【００５３】
[0079]又、これら実施形態は、基板上に形成されたＰＤＶを使用してソーラーセル製造プロセス中にＰＶセル基板をテストすることも意図している。この実施形態では、部分的に形成されたＰＶセルの電気的特性及び各材料除去プロセスの整列の精度をチェックし、これにより、貴重なプロセス同調及び診断情報を与えることができる。図１２を参照すれば、プロセスステップ１３０１−１３０３は、例示的なＰＤＶテスティングプロセス１２００を要約するものである。
【００５４】
[0080]ステップ１３０１では、前方接触分離のテストのために生産ラインから基板が取り出される。分離テスター６００と同様の１つ以上の分離テスターが測定され、分析される。一実施形態では、４ポイントプローブ型の測定装置が使用されてもよい。又、一実施形態では、基板が生産ラインから永久的に除去される。別の実施形態では、基板が、更なる処理及びテストのために生産ラインに戻されてもよい。
【００５５】
[0081]ステップ１３０２では、前方接触分離ステップと相互接続形成ステップとの間の整列をテストし分析するために生産ラインから基板が取り出される。図８の整列スケール８００、８１０と同様の１つ以上の整列テスターがこの手順のために使用される。又、相互接続形成ステップにより形成された特徴部間の分離テストを遂行することもできる。一実施形態では、基板が生産ラインから永久的に除去される。別の実施形態では、基板が、更なる処理及びテストのために生産ラインに戻されてもよい。
【００５６】
[0082]ステップ１３０３では、最終的なテストのために生産ラインから基板が取り出される。最終的なテストは、とりわけ、前方接触分離ステップと後方接触分離ステップとの間、及び相互接続形成ステップと後方接触分離ステップとの間の整列をチェックし、又、後方接触層の抵抗、ＴＣＯ抵抗、後方接触分離、接触抵抗、及びＴＣＯ−Ｓｉ界面抵抗を測定することを含む。ステップ１３０３では、セル性能テスターのテストを行うこともできる。
【００５７】
[0083]図１２を参照して上述した方法は、多数の効果を発揮する。第１に、ＰＶセルの性能に関係した各重要なパラメータに対して診断情報を得ることができる。更に、ＰＤＶが基板上に製品ＰＶセルと共に配列されるときには、生産ラインによって処理される潜在的に全ての基板から診断情報を得ることができる。このような診断情報は、生産ラインを再同調するために製造プロセスの適当なステップにフィードバックすることができ、それにより、生産ラインにおけるプロセスドリフト及び他の仕様外条件に対処することができる。
【００５８】
[0084]更に、ＰＶセルの製造中に得られた診断情報は、生産ラインにおいてそれ以前に検出された僅かな又は仕様外の条件を補償するために、生産プロセスに「フィードフォワード」することもできる。従って、ＰＶセルが部分的に形成された基板は、測定された欠陥を補償するように変更形態で処理され、それにより、生産ラインに存在する仕様外条件の影響を減少すると共に、廃物となる数を減少することができる。
【００５９】
[0085]図１３は、ＰＤＶテスターにより得られた診断情報を使用して、ＰＶセルの製造プロセスを最適化するプロセスシーケンス１４００を要約するフローチャートである。このプロセスシーケンス１４００において、ＰＤＶからの診断情報を、製造プロセスのそれ以前のステップへフィードバックして、その後のプロセス運転を改善することができる。更に、ＰＤＶからの診断情報をフィードフォワードし、ＰＤＶを経てＰＶセル基板で検出された問題を補償するように、その後のプロセスステップを変更することができる。プロセスシーケンス１４００は、図１２及び１３を参照して各々説明されたステップ１２０１−１２０７及び１３０１−１３０３を含む。
【００６０】
[0086]図示されたように、ステップ１３０１の後に、前方接触分離、即ちＴＣＯ膜分離に関する診断情報１４０１をステップ１２０２へフィードバックすることができる。例えば、前方接触分離が不充分であり、即ち適当な分離テスターにわたって測定された抵抗が低過ぎる場合には、後で形成されるソーラーセルの特性を希望の範囲内にもっていくようにステップ１２０２における前方接触分離プロセスを変更することができる。当業者であれば、フィードバック／フィードフォワード手順を自動的又は半自動的な形態で遂行できることが明らかであろう。
【００６１】
[0087]ステップ１３０２の後に、前方接触分離特徴部と相互接続形成特徴部との間の相対的な整列に関する整列情報１４０２をステップ１２０２及びステップ１２０５へフィードバックして、その後の生産運転における整列を最適なものとすることができる。更に、整列情報１４０２は、進行中の生産運転に対してステップ１２０７へフィードフォワードされて、部分的に形成されたＰＶセルを、変更された後方接触分離プロセスで処理できるようにする。例えば、後方接触分離プロセスの位置をシフトすることができ、及び又は後方接触分離プロセスにより除去される材料の量を増加して、ステップ１３０２で検出された不整列を補償することができる。
【００６２】
[0088]同様に、ステップ１３０３の後に、ＰＶセル基板の最終的テストからの診断情報１４０３を適当なプロセスステップへフィードバックして、その後の生産運転における製造プロセスを最適なものとすることができる。１つの実施例では、ＰＤＶ（例えば、参照番号２００−９００）のテスティングから収集されたデータを使用して、ＴＣＯ膜の形成に使用されるＰＥＣＶＤ、ＨＷＣＶＤ、ＰＶＤ又は他の同様の堆積プロセスのパラメータを変更することができ、例えば、堆積されるＴＣＯ膜の電気的特性を改善するように、プロセスチャンバー圧力、処理パワー、基板温度、及び／又は基板の電気的バイアスが調整される。別の実施例では、ＰＤＶのテスティングから収集されるデータを使用して、吸収層の形成に使用される堆積プロセスのパラメータを変更することができ、例えば、堆積される吸収層の電気的特性を改善するように、プロセスチャンバー圧力、処理パワー、基板温度、及び／又は基板の電気的バイアスが調整される。別の実施例では、ＰＤＶのテスティングから収集されるデータを使用して、後方接触層の形成に使用される堆積プロセスのパラメータを変更することができ、例えば、堆積される後方接触層の電気的特性を改善するように、プロセスチャンバー圧力、処理パワー、基板温度、及び／又は基板の電気的バイアスが調整される。
【００６３】
[0089]図１２及び１３を参照して上述した方法は、多数の他の効果を発揮することもできる。第１に、ソフトウェア駆動のレーザー融除プロセスがプロセスシーケンス１２００において材料除去プロセスとして使用されるときには、ＰＤＶの形成において高度の融通性が得られる。レーザー融除／スクライビングプロセスにはホトマスクが要求されないので、ＰＤＶテスターの構成、サイズ、位置及び配向を、いつでも変更することができる。例えば、接触抵抗について問題があると思われる場合は、一連の特殊なマスクを開発する必要なく、生産運転と生産運転との間に接触抵抗テスターの組を処理することができる。
【００６４】
[0090]第２に、プロセス設計ルール及び他のプロセスパラメータの最適化は、該当する特徴又はプロセスパラメータに対して一連のテスターを使用して決定することができる。例えば、図１のＰＶ装置１１０、１２０の絶縁溝１３１と絶縁溝１３２との間の最適な間隔を決定するために、間隔の変化する一連のテスターを、自動的な形態、例えば、ソフトウェアベースの形態で、ＰＶセル基板上に形成することができる。このように、ＰＶ装置１１０、１２０の性能と収率との間の最適な兼ね合いを、一連の特殊なマスクを必要とせずに、素早く、量的に決定することができる。
【００６５】
[0091]以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の基本的な範囲から逸脱せずに、他の実施形態及び更に別の実施形態を案出できるので、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって決定されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】ガラス基板上に互いに隣接して配設された光電池（ＰＶ）装置の概略部分断面図である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態によりガラスＰＶセル基板に形成された後側接触層の電気抵抗を測定するための抵抗テスターの概略断面図である。
【図２Ｂ】本発明の一実施形態による抵抗テスターの上面図である。
【図２Ｃ】抵抗テスターの後側接触層抵抗、吸収層抵抗、及びＴＣＯ膜抵抗を示す回路図である。
【図２Ｄ】本発明の一実施形態により複数の分離溝と共に形成された抵抗テスターの概略断面図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態によりガラスＰＶセル基板に形成されたＴＣＯ膜の電気抵抗を測定するための抵抗テスターの概略断面図である。
【図３Ｂ】抵抗テスターにより測定される電気経路の抵抗を示す回路図である。
【図４Ａ】本発明の一実施形態によりＰＶセルのＴＣＯ−Ｓｉ界面の電気抵抗を測定するための抵抗テスターの概略断面図である。
【図４Ｂ】抵抗テスターにより測定される電気経路の抵抗を示す回路図である。
【図５Ａ】本発明の一実施形態によりＰＶ基板に形成されたＰＶセルの接触抵抗を測定するための抵抗テスターの概略断面図である。
【図５Ｂ】抵抗テスターにより測定される電気経路の抵抗を示す回路図である。
【図６】本発明の一実施形態によりＰＶ基板上に形成されたＰＶセルのＴＣＯ膜に形成された分離溝の完全さを測定するための分離テスターの概略断面図である。
【図７】本発明の一実施形態によりＰＶ基板上に形成されたＰＶセルの後側接触層及び吸収層に形成された分離溝の完全さを測定するための分離テスターの概略断面図である。
【図８】本発明の一実施形態によりＰＶセルを製造するのに使用される２つの異なる材料除去プロセスの整列を定量化するためにＰＶセル基板の表面に形成された整列スケールの平面図である。
【図９Ａ】本発明の一実施形態によりＰＶセルと同時にＰＶセル基板に形成できるセル性能テスターの上面図である。
【図９Ｂ】図９Ａの断面Ａ−Ａ’及び断面Ｂ−Ｂ’で切り取られたセル性能テスターの２つの概略断面図である。
【図１０】ＰＶセル基板に形成された複数のプロセス診断ビヒクル（ＰＤＶ）のブロックを示す概略上面図である。
【図１１Ａ】４つのＰＶセルモジュールが配列され且つそれらの間のカッティングスペースに複数のＰＤＶが位置されたＰＶセル基板の概略上面図である。
【図１１Ｂ】３つのＰＶセルモジュールが配列され且つ複数のＰＤＶが単一のブロックに位置されたＰＶセル基板の概略上面図である。
【図１１Ｃ】４つのＰＶセルモジュールが配列され且つ複数のＰＤＶがＰＶセルモジュールの境界内に位置されたＰＶセル基板の概略上面図である。
【図１１Ｄ】本発明の一実施形態により３つのＰＶセルモジュールが配列され且つテストパネルがＰＶセル基板の１つの区分に形成されたＰＶセル基板の概略上面図である。
【図１１Ｅ】本発明の一実施形態によるテストパネルの概略上面図である。
【図１１Ｆ】本発明の一実施形態によりテストモジュールに形成される複数のテストダイの概略上面図である。
【図１１Ｇ】本発明の一実施形態によるテストモジュールを例示する概略上面図である。
【図１２】本発明の一実施形態によりＰＶセル基板にＰＤＶを形成するためのプロセスシーケンスを要約するフローチャートである。
【図１３】ＰＤＶテスターにより得られた診断情報を使用してＰＶセルの製造プロセスを最適化するプロセスシーケンスを要約するフローチャートである。
【図１４Ａ】本発明の一実施形態による製造プロセスのステップにおいて抵抗テスターを示す概略断面図である。
【図１４Ｂ】本発明の一実施形態による製造プロセスのステップにおいて抵抗テスターを示す平面図である。
【図１４Ｃ】本発明の一実施形態による製造プロセスのステップにおいて抵抗テスターを示す概略断面図である。
【図１４Ｄ】本発明の一実施形態による製造プロセスのステップにおいて抵抗テスターを示す平面図である。
【図１４Ｅ】本発明の一実施形態による製造プロセスのステップにおいて抵抗テスターを示す概略断面図である。
【図１４Ｆ】本発明の一実施形態による製造プロセスのステップにおいて抵抗テスターを示す平面図である。
【符号の説明】
【００６７】
図１：
１０１…ガラス基板、１０２…透明な導電性酸化物（ＴＣＯ）膜、１０３…シリコン吸収層、１０４…後側接触層、１１０…光電池（ＰＶ）装置、１２０…光電池（ＰＶ）装置、１３１…絶縁溝、１３２…絶縁溝、１３３…接触領域、１４０…入射光子、
図２Ａ：
２００…抵抗テスター、２０１…ＰＶセル基板、２０２…ＴＣＯ膜、２０３…シリコン吸収層、２０４…後側接触層、２３１…分離溝、２４１…活性ＰＶセル、２４２…活性ＰＶセル、２５１…接触ポイント、２５２…接触ポイント、２５３…接触ポイント、２５４…接触ポイント、２７０…経路、
図２Ｂ：
２００…抵抗テスター、２３１…分離溝、２５１…接触ポイント、２５２…接触ポイント、２５３…接触ポイント、２５４…接触ポイント、
図２Ｃ：
Ｒ２０２…ＴＣＯ膜抵抗、Ｒ２０３…シリコン吸収層抵抗、Ｒ２０３Ａ…シリコン吸収層抵抗、Ｒ２０４…後側接触層抵抗、
図２Ｄ：
２０１…ガラスＰＶセル基板、２０２…ＴＣＯ膜、２０３…シリコン吸収層、２０４…後側接触層、２３１…分離溝、２３２…複数の分離溝、２４１…活性ＰＶセル、２４２…活性ＰＶセル、２８０…抵抗テスター、
図３Ａ：
２０１…ＰＶセル基板、２０２…ＴＣＯ膜、２０３…シリコン吸収層、２０４…後側接触層、２３１…分離溝、２４１…活性ＰＶセル、２４２…活性ＰＶセル、３２３…内部溝、３３３…接触領域、３５１…接触ポイント、３５２…接触ポイント、３５３…接触ポイント、３５４…接触ポイント、３７０…電気的経路、
図３Ｂ：
Ｒ２０２…ＴＣＯ膜抵抗、Ｒ２０４…後側接触層抵抗、Ｒ３３３…接触抵抗、
図４Ａ：
２０１…ＰＶセル基板、２０２…ＴＣＯ膜、２０３…シリコン吸収層、２０４…後側接触層、２３１…分離溝、２４１…活性ＰＶセル、２４２…活性ＰＶセル、３２３…内部溝、３３３…接触領域、４０１…ＴＣＯ−Ｓｉ界面、４０２…ギャップ、４５１…接触ポイント、４５２…接触ポイント、４５３…接触ポイント、４５４…接触ポイント、４７０…電気的経路、
図４Ｂ：
Ｒ２０２…ＴＣＯ膜抵抗、Ｒ２０３…シリコン吸収層抵抗、Ｒ２０４…後側接触層抵抗、Ｒ３３３…接触抵抗、Ｒ４０１…ＴＣＯ−Ｓｉ界面抵抗、
図５Ａ：
２０１…ＰＶセル基板、２０２…ＴＣＯ膜、２０２Ａ…セグメント、２０２Ｂ…セグメント、２０２Ｃ…セグメント、２０２Ｄ…セグメント、２０３…シリコン吸収層、２０４…後側接触層、２３１…分離溝、２４１…活性ＰＶセル、２４２…活性ＰＶセル、２５０…測定装置、３２３…内部溝、３３３…接触領域、３３３Ａ…接触領域、３３３Ｂ…接触領域、３３３Ｃ…接触領域、３３３Ｄ…接触領域、４０２…ギャップ、５００…抵抗テスター、５５１…接触ポイント、５５２…接触ポイント、５５３…接触ポイント、５５４…接触ポイント、５７０…電気的経路、
図５Ｂ：
２５０…測定装置、Ｒ２０２…ＴＣＯ膜抵抗、Ｒ２０４…後側接触層抵抗、Ｒ３３３…接触抵抗、
図６：
２０１…ＰＶセル基板、２０２…ＴＣＯ膜、２３１…分離溝、２４１…活性ＰＶセル、２４２…活性ＰＶセル、２５０…測定装置、６００…分離テスター、６０１…中央領域、６０２…周囲領域、６３１…ＴＣＯ膜分離溝、６５１…接触ポイント、６５２…接触ポイント、
図７：
２０１…ＰＶセル基板、２０２…ＴＣＯ膜、２０３…シリコン吸収層、２０４…後側接触層、２３１…分離溝、２４１…活性ＰＶセル、２４２…活性ＰＶセル、２５０…測定装置、７００…分離テスター、７０１…中央領域、７０２…周囲領域、７３１…ＴＣＯ膜分離溝、７５１…接触ポイント、７５２…接触ポイント、
図８：
８００…整列スケール、８０１…第１スケール、８０２…第２スケール、８０３…整列マーク、８０６…第１スケール、８０７…第２スケール、８０４…整列マーク、８１０…整列スケール、Ｓ１…間隔、Ｓ２…間隔、Ｘ…軸、Ｙ…軸、
図９Ａ：
９０１…レーザースクライビング線、９０２…レーザースクライビング線、９０３…レーザースクライビング線、９１０…ＰＶセル基板、９２０…活性装置エリア、９５１…プローブポイント、９５２…プローブポイント、Ａ…断面線、Ａ’…断面線、Ｂ…断面線、Ｂ’…断面線、
図９Ｂ：
２０１…ＰＶセル基板、２０２…ＴＣＯ膜、２０３…シリコン吸収層、２０４…後側接触層、２３３…接触領域、２５０…測定装置、９０１…レーザースクライビング線、９０３…レーザースクライビング線、９５１…プローブポイント、９５２…プローブポイント、Ａ…断面線、Ａ’…断面線、Ｂ…断面線、Ｂ’…断面線、
図１０：
１０００…ブロック、１００１…ＰＶセル基板、１００２…分離ギャップ、１０１１…後側接触抵抗テスター、１０１２…ＴＣＯ膜抵抗テスター、１０１３…接触抵抗テスター、１０１４…セルテスター、１０１５…後側接触分離テスター、Ｐ１…プローブポイント、Ｐ２…プローブポイント、Ｐ３…プローブポイント、Ｐ４…プローブポイント、
図１１Ａ：
１１００…ＰＶセル基板、１１０１…ＰＶセルモジュール、１１０２…カッティングスペース、１１０５…プロセス診断ビヒクル（ＰＤＶ）、
図１１Ｂ：
１１０１…ＰＶセルモジュール、１１０５…プロセス診断ビヒクル（ＰＤＶ）、１１５０…ＰＶセル基板、１１５１…ブロック、
図１１Ｃ：
１１６０…ＰＶセル基板、１１６２…ＰＶセルモジュール、
図１１Ｄ：
１１０１…ＰＶセルモジュール、１１７０…ＰＶセル基板、１１７１…テストパネル、１１７２…テスティングモジュール、
図１１Ｅ：
１１７１…テストパネル、１１７２…テスティングモジュール、
図１１Ｆ：
１１７２…テスティングモジュール、１１７３…テスティングダイ、
図１１Ｇ：
２００…抵抗テスター、４００…抵抗テスター、５００…抵抗テスター、６００…分離テスター、８００…整列スケール、９１０…ＰＶセル基板、１１７２…テスティングモジュール、１１７３…テスティングダイ、
図１２：
１２０１…ステップ、１２０２…ステップ、１２０３…ステップ、１２０４…ステップ、１２０５…ステップ、１２０６…ステップ、１２０７…ステップ、１３００…ＰＤＶテスティングプロセス、１３０１…ステップ、１３０２…ステップ、１３０３…ステップ、
図１３：
１２０１…ステップ、１２０２…ステップ、１２０３…ステップ、１２０４…ステップ、１２０５…ステップ、１２０６…ステップ、１２０７…ステップ、１３０１…ステップ、１３０２…ステップ、１３０３…ステップ、１４００…プロセスシーケンス、１４０２…整列情報、１４０３…診断情報、
図１４Ａ：
２０１…ＰＶセル基板、２０２…ＴＣＯ膜、２０２Ａ…セグメント、２０２Ｂ…セグメント、２０２Ｃ…セグメント、２０２Ｄ…セグメント、２０２Ｅ…セグメント、２３１…分離溝、４０２…ギャップ、
図１４Ｂ：
２０２…ＴＣＯ膜、２０２Ａ…セグメント、２０２Ｂ…セグメント、２０２Ｃ…セグメント、２０２Ｄ…セグメント、２０２Ｅ…セグメント、２３１…分離溝、
図１４Ｃ：
２０１…ＰＶセル基板、２０２…ＴＣＯ膜、２０３…吸収層、２３１…分離溝、３２３…内部溝、３３３…接触領域、３３３Ａ…接触領域、３３３Ｂ…接触領域、３３３Ｃ…接触領域、３３３Ｄ…接触領域、
図１４Ｄ：
２０３…シリコン吸収層、２３１…分離溝、３２３…内部溝、３３３…接触領域、
図１４Ｅ：
２０１…ＰＶセル基板、２０２…ＴＣＯ膜、２０３…シリコン吸収層、２０４…後側接触層、２３１…分離溝、３２３…内部溝、
図１４Ｆ：
２０４…後側接触層、２３１…分離溝、３２３…内部溝
【図１】
2009105402.tif 000003
【図２Ａ】
2009105402.tif 000004
【図２Ｂ】
2009105402.tif 000005
【図２Ｃ】
2009105402.tif 000006
【図２Ｄ】
2009105402.tif 000007
【図３Ａ】
2009105402.tif 000008
【図３Ｂ】
2009105402.tif 000009
【図４Ａ】
2009105402.tif 000010
【図４Ｂ】
2009105402.tif 000011
【図５Ａ】
2009105402.tif 000012
【図５Ｂ】
2009105402.tif 000013
【図６】
2009105402.tif 000014
【図７】
2009105402.tif 000015
【図８】
2009105402.tif 000016
【図９Ａ】
2009105402.tif 000017
【図９Ｂ】
2009105402.tif 000018
【図１０】
2009105402.tif 000019
【図１１Ａ】
2009105402.tif 000020
【図１１Ｂ】
2009105402.tif 000021
【図１１Ｃ】
2009105402.tif 000022
【図１１Ｄ】
2009105402.tif 000023
【図１１Ｅ】
2009105402.tif 000024
【図１１Ｆ】
2009105402.tif 000025
【図１１Ｇ】
2009105402.tif 000026
【図１２】
2009105402.tif 000027
【図１３】
2009105402.tif 000028
【図１４Ａ】
2009105402.tif 000029
【図１４Ｂ】
2009105402.tif 000030
【図１４Ｃ】
2009105402.tif 000031
【図１４Ｄ】
2009105402.tif 000032
【図１４Ｅ】
2009105402.tif 000033
【図１４Ｆ】
2009105402.tif 000034
【外国語明細書】
2009105402000001.pdf