2.9. Координатный (X-y) измерительный стенд для контроля сопротивления и толщины.
Рис. 23. Общий вид координатного (X-Y) измерительного стенда для контроля сопротивления и толщины.
Для измерения используются полноразмерные образцы (1300х100 мм).
После операции нанесения ППО измеряется удельное поверхностное сопротивление с использованием четырехзондового метода.
Толщина слоя (аморфного кремния и ППО) измеряется с использованием метода рефлектометрии. При измерении толщины аморфного кремния в модели обработки данных используются оптические константы из базы данных, при необходимости проводится их корректировка по данным эллипсометрии.
Рис. 24. Контактное устройство и пример результатов измерений удельного поверхностного сопротивления.
Рис. 25. Результаты измерения толщины I-слоя методом рефлектометрии.
2.10. Автоматизированный стенд - спектральный анализатор диффузно рассеянного света с функциями координатного (X-y) измерительного стенда для контроля сопротивления и толщины.
Схематический вид данного стенда производства SENTECH представлен на рисунке 26.
Рис. 26. Автоматизированный стенд-спектральный анализатор диффузно рассеянного света с функциями координатного (X-Y) измерительного стенда для контроля сопротивления и толщины.
Данный стенд позволяет автоматически измерять общее и диффузное пропускание в заданных точках полноразмерного стекла с использованием интегрирующей сферы (тот же принцип что и спектрофотометр). Кроме того в нем реализованы все функции обычного координатного (X-Y) измерительного стенда для контроля сопротивления и толщины (см. выше).
2.11. Спектральный эллипсометр
Эллипсометр позволяет измерить толщину и оптические параметры слоев кремния (показатель преломления и коэффициент экстинкции). Для исследования скорости осаждения, толщины слоя, гомогенности, параметра Раман-кристалличность слоя микрокристаллического кремня и других параметров производится индивидуальное нанесение изучаемых слоев на подложку (без слоя ППО).
Известно, что коэффициент экстинкции может служить для приблизительной оценки параметра Раман-кристалличность для слоя микрокристаллического кремня. Уравнение связи между коэффициентом экстинкции (k) и параметром Раман кристалличность (РК)
РК = 1/k (500 нм) приблизительно выполняется в диапазоне Раман кристалличности 40-80 %.
Эллипсометр работает в диапазоне от 370 до 1000 нм, сканирует полноразмерные модули (1300х1100 нм) со скорость 15 точек в минуту. Угол падения луча фиксированный – 65о.
Автоматическое программное обеспечение позволяет наглядную визуализацию измеряемых величин (см. рис . 27).
Рис.27. Толщина р-слоя аморфного кремния.
2.12. Стенд тепловизионных измерений.
Для выявления шунтов и коротких замыканий используется метод их визуализации с использованием тепловизионной камеры, соединенной с системой синхронизации под управлением компьютера (см. рис.28) Во время исследования на модуль периодически подается напряжение прямого смещения. В местах обнаруживаемых дефектов наблюдается повышение температуры выше фонового уровня. Происходит выделение тепла. Тепловизионная камера детектирует инфракрасное излучение, совпадающие по времени с моментами приложения напряжения. Прилагаемое напряжение должно соответствовать рабочему напряжению, установленному для данного модуля. Превышение напряжения не допускается для исключения повреждения модуля.
Для микроморфного модуля с двумя контактами напряжение -130 В, сила тока – 2А, разрешение тепловизионной камеры 20мК.
Дополнительная информация по методу тепловизионных измерений и оборудованию компании FLIR доступна на http://www.movitherm.com/news/15-lock-in-thermography-enables-solar-cell-development.html и http://www.electroiq.com/index/display/photovoltaics-article-display/5696624241/articles/Photovoltaics-World/volume-2009/issue-5/features/lock-in-thermography.html
Оерликон рекомендует камеру Thermosensorik Infrared Camera CMT 640 M компании Thermosensorik GmbH. (www. Thermosensorik.de).
Детальный анализ изображений (положения яркого пятна на темном фоне) позволяет классифицировать виды дефектов (см. рис. 29).
Рис. 28. Принципиальная схема стенда тепловизионных измерений. Программное обеспечение для управления тепловизионной камерой компании Thermosensorik GmBH.
Рис. 29 Различны дефекты, определяемые на стенде тепловизионных измерений.