In der PV-Industrie wird manchmal auch Material minderer Qualität mit einem hohen Phosphorgehalt verwendet. Phosphor hat einen Entmischungskoeffizienten von 0,35 und sammelt sich daher im oberen Teil des Blocks an (dem letzten Teil, der erstarrt). Dort kann die Konzentration so hoch sein, dass es sogar zu einem Wechsel des Leitfähigkeitstyps von p nach n kommen kann. Natürlich kann das n-Typ-Material nicht mehr für die Solarzellenproduktion verwendet werden. Bevor sich der Leitungstyp vollständig in n-Leitfähigkeit ändert, gibt es einen schmalen Bereich des Ingots, der stark kompensiert ist und einen sehr hohen spezifischen Widerstand aufweist. Da Widerstandsmessungen mittels Wirbelstrom nur schwer in hoher Auflösung durchführbar sind, ist es vorzuziehen, die Photoleitfähigkeit zur Erkennung eines solchen pn-Übergangs zu nutzen.
Die Photoleitfähigkeit bzw. die Signalhöhe hängt vom spezifischen Widerstand ab, da die Hauttiefe der Mikrowelle mit steigendem spezifischen Widerstand zunimmt, sodass bei hohen spezifischen Widerständen ein größeres Volumen der Probe gemessen wird. Diese Abhängigkeit kann für die pn-Erkennung genutzt werden.
Mit einem ausgeklügelten Computeralgorithmus ist es möglich, den starken Anstieg der Photoleitfähigkeit zu erkennen, sodass ein pn-Übergang mit einer Auflösung von 1 mm detektiert werden kann (Abb. 1 und Abb. 2). Dieser Algorithmus kann in die Software des MDPingot und des MDPingot inline-Tools integriert werden.
Das MDPingot und das MDPingot inline ermöglichen die Inline-Erkennung von pn-Übergängen mit einer Auflösung von 1 mm, wie in Abbildung 1 und 2 dargestellt. Mit dieser Funktion kann unbrauchbares n-Material bereits so früh wie möglich im Produktionsprozess aussortiert werden.
Weitere Informationen finden Sie unter:
[1] N. Schüler, D. Mittelstrass, K. Dornich, J.R. Niklas, 35. IEEE Photovoltaic Specialists Conference, Honolulu, (2010) 852–857
Fig. 1: photoconductivity map of a mc-Si brick with the indicated detection brick height of the pn algorithm and height at which the mean resistivity linescan rises above 3 cm
Fig. 2: mean photoconductivity linescan along with the output of the pn detection algorithm and the mean resistivity linescan
Verknüpfte Branchen und Applikationen: Epitaxieschichten und dünne Filme
