VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ ÚSTAV ELEKTROTECHNOLOGIE

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ ÚSTAV ELEKTROTECHNOLOGIE

Ing. Kristýna Jandová

DIAGNOSTICKÉ METODY PLOŠNÉHO ROZLOŽENÍ DEFEKTU SOLÁRNÍCH CLÁNKU DIAGNOSTIC METHOD USED TO A LOCATION OF SOLAR CELLS DEFECTS

ZKRÁCENÁ VERZE PH.D. THESIS

Obor:

Mikroelektronika a technologie

Školitel:

Doc. Ing. JIŘÍ VANĚK, Ph.D.

Oponenti:

Prof. RNDr. ZDENĚK CHOBOLA, CSc. Doc. Ing. VLADIMÍR ŠÁLY, Ph.D.

Datum obhajoby: 15.1. 2009

KLÍČOVÁ SLOVA Diagnostické metody, solární článek, detekce defektů KEYWORDS Diagnostic methods, solar cell, defect detection

MÍSTO ULOŽENÍ PRÁCE Ústav elektrotechnologie FEKT VUT v Brně

© Kristýna Jandová, 2009 ISBN 978-80-214-3824-8 ISSN 1213-4198

Obsah 1 ÚVOD ........................................................................................................................................... 5 2 CÍLE .............................................................................................................................................. 6 3 ROZBOR SOLÁRNÍHO ČLÁNKU ............................................................................................. 7 3.1

PN přechod........................................................................................................................... 7

3.2

generačně-rekombinační procesy......................................................................................... 9

3.3

Charakteristika defektů ...................................................................................................... 10

3.4

Katalog defektů .................................................................................................................. 11

4 PŘEHLED DIAGNOSTICKÝCH METOD ............................................................................... 17 5 PRAKTICKÁ ČÁST................................................................................................................... 18 5.1

Modifikovaná metoda LBIC .............................................................................................. 18

5.2

Analýza grafického výstupu metody LBIC ....................................................................... 18

6 METODA RYCHLÉHO RASTROVÁNÍ .................................................................................. 23 6.1

Analýza výsledků............................................................................................................... 23

7 ELEKTROLUMINISCENCE ..................................................................................................... 25 8 ZÁVĚR........................................................................................................................................ 27 9 LITERATURA............................................................................................................................ 28 10 CV AUTORA.............................................................................................................................. 31 11 ABSTRAKT................................................................................................................................ 32

3

1 ÚVOD V dnešní době se sluneční energie využívá ve spoustě odvětví vědy a techniky. Slouží jako zdroj tepelné energie, která je využívána například v zemědělství k sušení plodin. Jako zdroj elektrické energie se využívá hlavně v technickém průmyslu, např. k pohonu různých mechanických zařízení. V neposlední řadě je solární energie využívána ve vesmírném výzkumu a nyní i v domácnostech. Přeměnou slunečního záření na elektrickou energii lze vyrobit velké množství ekologické energie. Použití je široké a proto je nutné provádět kontrolu na všech úrovních. Kontrolu kvality je potřeba provádět již při počáteční výrobě solárních článků. Různé diagnostické metody tedy mají zajistit nejen kvalitní výrobu, ale také mohou dopomoci při výzkumu k dalšímu zlepšení různých parametrů. Diagnostické metody založené na zjištění elektrických parametrů solárních článků jsou základem pro určení kvality a výkonu solárního článku. Pro rozložení defektů v ploše je potřeba zvolit metody založené na vizuálním zobrazení. Nejčastěji se používá metoda LBIC (Light Beam Induced Current), která vizuálně zobrazuje rozložení proudové hustoty v ploše článku. Zaostřený světelný paprsek rastruje v X a Y ose těsně nad povrchem článku a budí tak proud v lokálních oblastech. Podle velikosti kroku je pak nastavena velikost snímané matice. Čím více bodů měření, tím je nutné zvolit přesnější odečet, ale také se zpomalí celkové měření. Nejkvalitnější zobrazení může trvat i několik hodin. Kvůli nízké rychlosti této metody byla mnou navržena „Metoda Rychlého rastrování“, která navazuje na získané poznatky z metody LBIC. U této metody byl navržen lineární zdroj světla zaostřený do úzkého pruhu, který se pohybuje nejprve ve směru osy X a pak osy Y. Naměřené hodnoty se pak pomocí lineárního přepočtu převedou do matice a následné zobrazení zhruba ukazuje, zda se v solárním článku nachází defekt, či nikoliv. Tato metoda je pouze informativního charakteru, ale splňuje požadavek na rychlost měření. Ještě rychlejším způsobem měření defektů je elektroluminiscence. Elektroluminiscenční zobrazování (EL) může být demonstrováno jako rychlý charakterizační nástroj dovolující vyhodnotit data z velké plochy solárního článku za několik sekund. Dochází ke zvýraznění kontrastu v důsledku nerovnoměrného rozložení proudové hustoty v ploše. Tento jev je viditelný díky zářivé rekombinaci. Tato metoda se téměř vyrovná ve zobrazení metodě LBIC, ale její rychlost je daleko větší. Diagnostické metody, jako je např. LBIC nebo elektroluminiscenční metoda mají výhodu ve své jednoduchosti diagnózy a jejím zobrazení přímo uživateli. Vybrané metody mohou přinést nové poznatky z oblasti diagnostiky solárních článků. Uvádím zde pouze několik měřicích metod pro představu o tom, kolik informací je možné získat z měřených vzorků.

5

2 CÍLE Jak už bylo zmíněno v úvodní části, diagnostika defektů v solárních článcích je velice důležitou součástí nejen jejich výzkumu, ale také výroby a proto je nutné se jí více věnovat. Na základě této myšlenky pak vznikla tato práce, která si klade hned několik cílů. Prvním z nich je analýza různých druhů defektů, které mohou snižovat účinnost solárního článku. Pokud dojde k teoretickému vysvětlení fyzikální podstaty problému, je možné dojít případně i k jeho eliminaci. I malé zlepšení, řádově desetiny procent z celkové účinnosti, může znamenat velký úspěch. Dalším cílem je vytvořit základní katalog defektů, který by dopomohl k snazšímu určení metody vhodné pro identifikaci vady. Je to velice důležité, zejména z časového hlediska. Protože pokud je defekt odhalen včas, může dojít k zamezení výskytu na dalších článcích. Jedná se tedy v tomto případě hlavně o prevenci vzniku defektů. Diagnostických metod je velké množství. Zvolenou metodou pro další výzkum je metoda LBIC, která se používá kvůli svému vizuálnímu zobrazení naměřených výsledků přímo uživateli. Dokáže odhalit většinu defektů v ploše solárního článku. Klasicky tato metoda používá červený laser jako zdroj světelného záření. Inovací měřicího pracoviště je použití různých vlnových délek zdroje světla (barevné LED). Je tedy potřeba prověřit, jaký vliv na zobrazení defektu mají různé vlnové délky, jaké mají penetrační hloubky a zda je vhodné je použít, jak se bude chovat defekt v objemu a jak na povrchu, jaký vliv a v jakém rozsahu to bude mít na celkovou účinnost solárního článku. Díky použití různých vlnových délek byl objeven fenomén zobrazení kontaktu zadní strany. Pro tento jev vznikla dvě teoretická vysvětlení. Metoda LBIC je časově velmi náročná. Dalším cílem proto bylo navržení a vytvoření nové, rychlejší metody. Metoda Rychlého rastrování využívá matematický převod naměřených hodnot z lineárního odečtu do vektorů. Počet těchto vektorů odpovídá počtu os skenování solárního článku (osa X a Y). Vyhodnocení výsledků probíhá pomocí matematického převodu vektorů do matice. Celé měření probíhá za pomoci osobního počítače, který řídí krok rastru a následně odečítá naměřenou hodnotu napětí. Z těchto naměřených dat pak vytváří soubor, který je přenesen do analyzačního programu. Ten je vytvořen v prostředí MATLABu, což je program vhodný na zpracování matematických úkonů. Analyzační program provede rekonstrukci narastrovaných hodnot do podoby čtvercové matice, která zobrazuje rozložení povrchu kontrolovaného solárního článku. Tato matice je zobrazena do grafu, který umožňuje vizuální kontrolu daného článku. Díky tomu lze velmi rychle určit, zda solární článek obsahuje závažnější defekt a také lokalizovat jeho polohu. Následuje korelace s metodou LBIC, případně provedení porovnání s dalšími metodami vizuálně zobrazujícími výsledky. Zvolené diagnostické metody je nutné ověřit na vybraných vzorcích. Celkovým výstupem této práce tedy bude katalog defektů v křemíkových solárních článcích, teoretický rozbor těchto defektů, inovativní rozbor metody LBIC, výzkum a vývoj nové diagnostické metody na základě metody LBIC a porovnání s jinými diagnostickými metodami.

6

3 ROZBOR SOLÁRNÍHO ČLÁNKU Pro pochopení dějů probíhajících v solárních článcích je potřeba pochopit fyzikální děje probíhající v základním materiálu a jeho vlastností při osvětlení.

3.1 PN PŘECHOD Základní struktura monokrystalického křemíkového solárního článku je vidět na Obr.3.1. Článek je tvořen p-n přechodem. Na rozhraní obou typů se vytvoří PN přechod. Při pokojové teplotě dochází k ionizaci příměsí v Si. Volné elektrony difundují z n-typu polovodiče do p-typu a volné díry přecházejí naopak. V n-typu polovodiče zůstává nepohyblivý náboj ionizovaných donorů ND + a v p-typu je nepohyblivý náboj akceptorů NA -. Dojde ke vzniku vnitřního elektrického pole. Pokud již nedochází k dalšímu pohybu volných elektronů a děr, vznikne vyprázdněná oblast. Při dopadu světelného záření na solární článek dojde ke generaci párů elektron-díra. Vlivem vnitřního elektrického pole dojde k separaci vygenerovaného páru elektrondíra. Po uzavření celého obvodu začne procházet proud.

Obr. 3.1 Schéma solárního křemíkového článku a generace páru elektron-díra

Základním materiálem pro solární články je křemík, ten je možné rozdělit podle rozložení atomů v celém krystalu: • monokrystaly – všechny atomy jsou v jedné krystalické struktuře, která není přerušená, rozložení atomů se periodicky opakuje v celém krystalu. Vlastnosti monokrystalů se v určitých směrech mohou lišit – jsou závislé na jejich uspořádání (slída se v jednom směru snadno rozdělí na plátky, ale tyto plátky je velmi obtížné rozdělit) → jsou anizotropní (tzn. fyz. vlastnosti látky závisí na směru vzhledem ke stavbě krystalu).

• polykrystaly – skládají se z velkého počtu drobných krystalků – zrn (rozměry od 10 µm po několik mm). Atomy uvnitř mají opakující se strukturu, ale zrna jsou uspořádána nahodile, vzájemná poloha je nahodilá, proto bývají izotropní – mají ve všech směrech stejné vlastnosti. [31]

7

• multikrystaly – mezistupeň mezi monokrystalem a polykrystalem. I když je 65% produkce solárních článků z multikrystalu, je výroba monokrystalů důležitá. Na čistotě monokrystalu závisí kvalita výrobku a jeho důležité vlastnosti. V současné době se vyrábí i polykrystalické křemíkové solární články.

V solárním článku, který je vystaven záření, jsou vybuzeny elektricky nabité částice (elektron – díra). Jednotlivé páry elektronů s dírami jsou poté separovány vnitřním elektrickým polem PN přechodu. Toto rozdělení náboje má za následek napěťový rozdíl mezi předním ( - ) a zadním ( + ) kontaktem článku. Zátěží připojenou mezi oba kontakty potom protéká stejnosměrný elektrický proud, který je přímo úměrný ploše solárního článku a intenzitě dopadajícího slunečního záření. Náhradní model solárního článku se nachází na Obr.3.2.

Obr. 3.2 Náhradní model solárního článku

Solární článek lze popsat stejně jako klasický PN přechod pomocí vztahu (3.01) pro výpočet celkové hustoty proudu J,

⎞ qU ⎛ Dn Dp ⎜ J = Jn + J p = q ⋅ n Po + ⋅ p No ⎟ ⋅ (e kT − 1) ⎟ ⎜L L p ⎠ ⎝ n

kde

(3.01)

Jn, Jp je proudová hustota elektronů a děr, Dn, Dp jsou difúzní koeficienty elektronů a děr, Ln, Lp je difúzní délka elektronů a děr, nPo, pNo je koncentrace elektronů a děr v polovodiči v rovnovážném stavu, k – Boltzmanova konstanta, q – náboj elektronu, T – teplota.

8

Vztah (3.01) se obvykle označuje jako jednodiodový model solárního článku. Tento vztah ovšem naprosto zanedbává šířku depletiční vrstvy PN přechodu. Dále je tedy nutné uvažovat tepelnou generaci párů (elektron – díra) v této oblasti, a proto je nutné vztah (3.01) rozšířit na vztah (3.02). Tento vztah je v literatuře obvykle označován jako dvoudiodový model solárního článku. ⎛ Dn Dp + J = q ⋅⎜ ⎜L p ⎝ n Po L p n No

kde

qU ⎞ 2 qU ⎟ ⋅ ni ⋅ e kT + qd ⋅ e 2 kT ⎟ 2τ SC ⎠

(3.02)

ni – koncentrace nosičů v rovnovážném stavu

τ sc - efektivní doba života ( τ sc = 1 / σ oυ t N T , kde υ t je teplotní pohyblivost nosičů a N T je hustota) d - d = Wni , kde W je šířka depletiční vrstvy

Generačně – rekombinační složka proudu se však uplatňuje při malých napětích U. Při vyšších napětích se projevuje prakticky pouze difúzní složka proudu. [32] Pokud známe základní princip solárního článku a PN přechodu, je nutné rozebrat fyzikální vlastnosti, které na tento přechod působí zejména při osvětlení.

3.2

GENERAČNĚ-REKOMBINAČNÍ PROCESY

Účinnost solárních článků je závislá na spoustě faktorů. Ne všechny fotony dopadající na solární článek se podílejí na generaci nosičů náboje. Dochází k tomu buď vlivem reflexe nebo typem použité vlnové délky (šířka zakázaného pásu, hloubka vniku). A také ne všechny nosiče náboje, které jsou generovány, lze využít ve vnějším elektrickém obvodu (vnitřní a povrchová rekombinace – délka doby života nosičů, difúzní délka nebo např. sériový a paralelní odpor, což značí technologické vady). Generace je proces, při kterém je vytvořen pár elektron-díra. Rekombinace je naopak proces zániku páru elektron-díra. Generace páru elektron-díra (Obr. 3.3) vyžaduje určité množství energie (tepelné, světelné, apod.), při rekombinaci se stejné množství energie uvolňuje. Nejčastěji se setkáváme s generací světelnou a tepelnou.

Obr. 3.3 Generace páru elektron-díra

9

Pokud na polovodič dopadá světlo nebo je do polovodiče injektován proud je z polovodiče odstraněna teplotní rovnováha. Koncentrace elektronů (n) a děr (p) má sklon vracet se zpět do rovnovážného stavu přes proces zvaný rekombinace, při které elektron přejde z vodivostního do valenčního pásu, čímž eliminuje díru ve valenčním pásu. Existuje několik důležitých rekombinačních mechanizmů. V závislosti na tom, jak se projeví energie uvolněná při rekombinaci, rozeznáváme tyto druhy rekombinačních procesů: zářivá rekombinace, kdy se uvolněná energie vyzařuje jako foton Augerova rekombinace, kdy se při rekombinaci střetnou tři nosiče a uvolněná energie se předá třetímu nosiči. objemová - Shockley-Read-Hall (SRH) rekombinace, uvolněná energie se předá krystalové mřížce ve formě fotonu - speciálním případem SRH rekombinace je povrchová a emitorová rekombinace

Jednotlivé mechanismy rekombinací mohou být zprostředkovány interakcí fotonů, elektronů nebo fononů. Procesy zářivé a Augerovy rekombinace jsou ilustrovány na následujícím obrázku (Obr.3.4):

Obr. 3.4 Rekombinační procesy v polovodičích – zářivá mezipásmová a Augerova rekombinace

3.3 CHARAKTERISTIKA DEFEKTŮ Defekty u monokrystalických solárních článků vznikají jednak při samotné výrobě křemíku, ale také při následném technologickém procesu výroby článků. Aby bylo možné jednotlivé defekty blíže rozlišit, je nutné provést základní rozdělení. Dvě základní skupiny jsou: Materiálové defekty (Grow Defects) Procesní defekty (Processing Induced Defects) Obě skupiny jsou velice obsáhlé, a proto se tato práce zaměří především na defekty, jež se objevují nejčastěji při mapování solárního článku pomocí metody LBIC.

10

3.4 KATALOG DEFEKTŮ V předchozí kapitole bylo provedeno teoretické rozdělení defektů. V této kapitole je seznámení s konkrétními vadami, které se vyskytují v monokrystalických solárních článcích. Katalog by měl vést k lepší orientaci v problematice a měl by pomoci k rychlému určení nalezeného defektu. V katalogu jsou uvedeny naměřené defekty, vysvětlena podstata jejich vzniku a navržena metoda, která je vhodná pro nejlepší zobrazení dané vady.

Nehomogenita difúzní vrstvy Na následujícím obrázku je zřetelně vidět poškození monokrystalického solární článku. Jedná se o vznik nehomogenity, ke které došlo během procesu difúze. Vada byla také ověřena pomocí zapojení solárního článku ve zpětném směru a v místech porušení byla pozorována zřetelná světelná emise (vznik mikroplazmy). V tomto bodě dochází ke spojení dvou metod a to detekce pomocí metody LBIC a detekce metodou měření Mikroplazem. Obě metody v tomto případě mohou sloužit k lepší identifikaci defektu.

Obr. 3.5 Nehomogenita difúzní vrstvy

11

Vnitřní pnutí Následující obrázek vzorku ukazuje, že došlo k vnitřnímu pnutí základního materiálu, tedy křemíku. Tento defekt je typický pro špatně řízený proces výroby monokrystalického křemíku, který se provádí nejčastěji Czochralského metodou. Zmíněná vada ovlivní větší množství po sobě jdoucích solárních článků, což je silně nežádoucí. Např. pomocí metody Elektroluminiscence se dá tento defekt velice rychle a efektivně odhalit. Vadu efektivně odhalí i metoda LBIC, ale délka trvání takového skenu je značná.

Obr. 3.6 Vnitřní pnutí

Aby bylo možno lépe tento defekt rozlišit, byl proveden detail solárního článku metodou LBIC. Skenování bylo provedeno s nejvyšším rozlišením a s větším počtem bodů, které se průměrují. Metoda je časově náročnější, a proto byla použita zejména při tvorbě detailů.

Obr. 3.7 Detail vady vnitřního pnutí

12

Vírový defekt Další článek obsahuje vírový defekt (Swirl Defects), popsaný v teoretické části, je zřetelný na obrázku 3.8. Zmíněný defekt byl způsoben již při výrobě monokrystalického křemíku (stejně jako vnitřní pnutí z předchozího obrázku) a řadí se mezi závažné, protože většinou svým rozsahem zasáhne celý ingot monokrystalu nebo jeho značnou část a tím ovlivní kvalitu velkého počtu solárních článků.

Obr. 3.8 Vírový defekt

Mechanické poškození - poškrábání Na obrázku 3.9 je zobrazen detail vzorku, který je v pravé části poškozen mechanickým škrábnutím, což je defekt, který vznikne při neopatrné manipulaci obsluhy. Nejčastěji k tomuto defektu dochází při zasouvání jednotlivých článků do zásobníku ve výrobě a nebo při manipulaci s článkem při závěrečné diagnostice. Při poškrábání dochází k zhmoždění vrchní vrstvy solárního článku. Defekt je dobře viditelný jak v metodě LBIC, tak v metodě Elektroluminiscence a je možné ho sledovat i metodou měření Mikroplazem, jelikož došlo na tomto místě nejspíše k porušení PN přechodu a tedy k mikroskopickému lavinovému průrazu.

Obr. 3.9 Detail mechanického defektu - poškrábání

13

Chyba metalizace Tento defekt je viditelný na první pohled. Sítotisk, kterým se nanáší vrchní metalizace, není dotažen do konce a vznikne tak defekt, který značně ovlivňuje odvod generovaného proudu ze solárního článku. Tento defekt je odhalitelný téměř všemi diagnostickými metodami.

Obr. 3.10 Detail chyby přední metalizace

Skrytý lom Na detailu solárního článku je další defekt. Jedná se o prasklinu ve tvaru kříže (Obr. 3.11), která na první pohled na článku není vůbec viditelná. Pokud je na solární článek vyvinut tlak ve více směrech, může dojít k jeho mechanickému poškození. Popisovaný defekt se pak při další manipulaci může projevit i úplným odlomením části solárního článku. Odhalení této vady je možné buď pomocí metody LBIC nebo Elektroluminiscence.

Obr. 3.11 Skrytý lom

14

Prachové částice Defekt na následujícím obrázku je způsoben vnikem nečistot, tedy prachových částic, do výrobního procesu. Prach je při difúzi zataven do základního materiálu, kde pak působí jako defekt. Je ho možné odhalit opět detailně metodou LBIC i Elektroluminiscence.

Obr. 3.12 Detail prachových částic, které se dostaly do solárního článku při výrobním procesu

Metalizace zadní strany Obrázek 3.13 ukazuje velice diskutovaný defekt a to je promítání se zadní metalizace při použití metody LBIC. Na výskyt tohoto defektu byly vysloveny různé teorie a jsou popsány v samostatné kapitole.

Obr. 3.13 Metalizace zadní strany prosvítající na přední stranu

15

Neobroušené hrany Na následujícím detailu je viditelný poměrně rozsáhlý defekt, který je způsoben špatným obroušením hran solárního článku. Dochází tak ke zkratu spodní a vrchní části. Solární článek je v takovém případě nutné opravit. Tato vada se projeví při všech diagnostických metodách.

Obr. 3.14 Neobroušená hrana solárního článku, vznik zkratových oblastí

16

4 PŘEHLED DIAGNOSTICKÝCH METOD Testování solárních článků je významnou součástí výrobního procesu, výzkumu i vývoje. Diagnostické metody mají odhalit co největší počet defektů a dopomoci k jejich rychlé identifikaci.

Základní rozdělení diagnostických metod může být následující:

• Měření elektrických parametrů - metody testující elektrické parametry solárního článku (např. sluneční simulátor s testerem, měření kapacit, měření V-A charakteristik, dynamické měření, šumové charakteristiky, atd.)

• Optická diagnostika - metody detekující defekt pomocí světla v ploše solárního článku využívající vizuální zobrazení výsledků (např. LBIC, LBIV, Elektroluminiscence, atd.)

Ucelený přehled o solárním článku je možné získat nejlépe kombinací metody měření elektrických parametrů a metody s vizuálním zobrazením defektů. Základními kritérii výběru jsou zejména cena, dostupnost, rychlost a také množství získaných informací. Následující stručný výčet dokazuje, že v současné době je k dispozici velké množství diagnostických metod.

• Sluneční simulátor s testerem • LBIC (Light Beam Induced Current) • LBIV (Light Beam Induced Voltage) • EBIC (Electron Beam Induced Current) • Metoda Rychlého rastrování • Elektroluminiscence • Mikroplasma • Šumové charakteristiky solárního článku • Měření dynamických vlastností solárních článků • Měření pomocí termokamery

Teoretický rozbor jednotlivých metod je popsán podrobně v disertační práci.

17

5 PRAKTICKÁ ČÁST Tato část práce je zaměřena na prezentaci dosažených výsledků. Jedná se o výsledky zejména v metodě LBIC, která má stále spoustu možností. Další úspěšné výsledky přinesla metoda Rychlého rastrování, která byla vytvořena na základě znalostí z metody LBIC. Tato metoda měla za úkol zrychlit snímání solárního článku a zobrazit výsledek, sice ve snížené kvalitě, ale se základní informací o kvalitě solárního článku. A v neposlední řadě uvést poslední metodu, metodu Elektroluminiscence, která velice pomohla při diagnostice, zejména svou rychlostí a výtěžností informací z dosažených výsledků. Také se zde podařilo vytvořit teorii mající za úkol objasnit z fyzikálního hlediska zobrazování zadní strany při metodě LBIC a při metodě Elektroluminiscence. Porovnáním těchto metod je možné získat přehled o možnostech současné diagnostiky.

5.1 MODIFIKOVANÁ METODA LBIC Obecně byla tato metoda zmíněna již v teoretické části. V této části je popsáno měřicí pracoviště, na kterém byla provedena modifikace (nový druh světelného zdroje). Klasicky se používá červený laser pro měření metodou LBIC. Na popisovaném měřicím pracovišti je možné použít různé druhy LED s odlišnými vlnovými délkami. Vzniknou tak odlišné snímky, které dávají přesnější obraz chování solárního článku.

5.2 ANALÝZA GRAFICKÉHO VÝSTUPU METODY LBIC Metoda LBIC a její pracoviště bylo podrobně popsáno v teoretické části. Proto se v této části mohu zaměřit na konkrétní analýzu získaných výsledků. Při skenování monokrystalického solárního článku dostaneme matici hodnot lokálních proudů generovaných fokusovaným světlem, v našem případě LED. Naměřené výsledky ukazují, že pokud dojde k úpravě barevné škály, detaily, které byly předtím skryté, vystoupí. Například v červené barvě kromě vírového defektu vystoupila vada, která je v celkovém výkonu solárního článku nezanedbatelná. Jedná se o zkraty na hranách (Obr. 5.1b) – označené červenými kruhy). Při této vadě dochází ke zkratu přední a zadní strany. Díky rozdělení výstupních hodnot na jednotlivé vlnové délky se nám potvrdí, že při prvních dvou vlnových délkách (IR a červená) jsou viditelné zejména informace o materiálových a procesních defektech solárního článku a obrázky neobsahují skoro žádné informace o povrchových vadách. Při analýze dalších vlnových délek, zelené a modré nejsou povrchové vady již tak zřetelné.

18

Obr.5.1 a) IR LED- 850 nm, T =298K

Obr.5.1 b)červená LED- 630 nm,T =298K

Obr.5.1 c) zelená LED- 525 nm ,T =298K

Obr.5.1 d) modrá LED - 465~475,T =298K

Obr. 5.1 e) UV LED – 400 nm, T =298K

Obr. 5.1 f) barevná škála pro naměřené výsledky, napětí od 4,1 do 5V, vzorek č. 1

19

Obrázek 5.2 ukazuje rozbor barevné škály 0 - 5V vzorku č. 1. Rozmezí hodnot od 4,5-5V již kontrastně zobrazuje plochy solárního článku, u kterých je účinnost konverze světelného záření červené barvy vlnové délky blízké 630 nm snížena díky jak již zmíněnému vírovému defektu, tak kovu zadního kontaktu a ztrátovými proudy, které jsou zapříčiněny vadami na hranách článku.

Obr. 5.2 Vzorek č. 1, červená LED – 630 nm, T =298K, napětí měřené v rozsahu od 4,5-5V, rozsah 1062x1062 bodů

Dalším krokem analýzy v metodě LBIC je porovnání různých vlnových délek při stejném rozsahu měřených hodnot. Díky úpravě, která byla na tomto pracovišti provedena, tedy zařazení LED různých vlnových délek jako zdroje světla, je možné určit i vzájemnou korelaci mezi naměřenými výsledky. Vzorek č. 1 je porovnán při dvou rozdílných vlnových délkách (infračervená a ultrafialová) (Obr. 5.3). První měření je provedeno v základním rozsahu od 0 – 5V. Jedná se o rozsah, ve kterém jsou měřeny všechny vzorky, ale není z něj možné na první pohled rozeznat drobnější vady.

Obr. 5.3 a) Vzorek č. 1, IR LED – 850 nm, T =298K, napětí měřené v rozsahu od 0-5V, rozsah 1062x1062 bodů

20

Obr.5.3 b) Vzorek č. 1, UV LED–400nm, T =298K, napětí měřené v rozsahu od 0-5V, rozsah 1062x1062 bodů

Teoretická analýza zobrazení zadní metalizace Při použití světelného záření generovaného UV LED se střední vlnovou délkou 400nm, pronikají fotony do hloubky asi 0,1 µm, což je oblast před PN přechodem testovaného fotovoltaického článku (hloubka PN přechodu se pohybuje v rozmezí od 0,3 do 0,5 µm) a generované páry elektron-díra jsou velice ovlivněny povrchovou a Augerovou rekombinací. Na obrázku je zřetelně vidět zadní mřížka. Jedná se o zobrazení kovu zadního kontaktu. Jako materiál na metalizaci se používá stříbro-hliníková pasta. Při výpalu dojde k proniknutí částic hliníku do Pvrstvy křemíku. Na zobrazení mřížky zadní metalizace je několik teorií. První z nich uvedl Ing. Jiří Vaněk Ph.D. ve své habilitační práci. „Zobrazení zadní mřížky kontaktů solárních článků se dá vysvětlit teorií, ve které díky velké rekombinaci nosičů na povrchu materiálu vzniká záření, které je IR vlnových délek blízké 1,1 µm, což je šířka zakázaného pásu křemíku, a které bude pronikat až k zadnímu kontaktu solárního článku jak je zobrazeno na Obr. 5.4.

Obr. 5.4 Možné vysvětlení zobrazení zadních kontaktů metodou LBIC krátkovlnným zářením – a) přední povrch, b) zádní strana solárního článku, c) kovový kontakt na zadní straně solárního článku, d) dopadající krátkovlnné záření, e) generované dlouhovlnné záření

Hloubka vniku pro světlo vlnové délky 1,1 µm je daleko větší, než je tloušťka celého solárního článku, proto se bude část světla odrážet zpět od zadní strany do materiálu a bude postupně po několika odrazech absorbováno. Část světla je emitována z fotovoltaického článku a projeví se jako dlouhovlnná fotoluminiscence solárního článku ozářeného světlem kratších vlnových délek než je emitované světlo a nebude se podílet na celkové energii absorbované fotovoltaickým článkem. Foton, který dopadá přímo na plochu zadního kontaktu, bude absorbován zadním kontaktem a jeho energie se přemění pouze na teplo.“[23] Ve spolupráci s Dr. Ing. Alešem Porubou jsme sestavili jinou teorii. Ta vychází z předpokladu, že zobrazení zadních kontaktů je viditelné díky základnímu složení nanášené pasty. Pasta složená ze směsi stříbra a hliníku je nanesena na vrstvu P-typu křemíku metodou sítotisku. Po sintraci v peci se částice pasty dostanou do křemíku a působí zde jako rekombinační centra. První teorie však nevysvětluje jev, který nastal u některých článků. Na některých vzorcích je zobrazení zadních kontaktů z části světlé a z části tmavé (Obr. 5.5b) – zeleně označena tmavá oblast, červeně světlá oblast), což značí rozdílné vlastnosti v daných oblastech. To je možné vysvětlit tak, že pokud je zobrazení tmavé, jedná se o intenzivní závislost rekombinace na kontaktu křemíku s Al/Ag pastou. Jde o nadbytečnou koncentraci nosičů a převažují zde různé mechanizmy rekombinace. Pokud je zobrazení mřížky světlé, jde o getrační vlastnosti křemíku dopovaného hliníkem.

21

Pokud je vzorek naskenován ve všech barvách, jako je to u metody LBIC, je mřížka viditelná hlavně při kratších vlnových délkách (UV LED - 400 nm)(Obr. 5.5 a)). Ovšem na LBIC, který používá červený laser, je tato mřížka také viditelná (Obr. 5.5 b)). První teorie tuto vlastnost nebere v úvahu. K druhé teorii bych ještě doplnila, že pasta obsahuje dvě složky, hliník a stříbro. Tudíž je možné, že do křemíku pronikne nejen hliník, který je k tomu určen, ale také stříbro.

Obr. 5.5 a) Vzorek měřený na zmíněném pracovišti LBIC se znatelnou strukturou zadní metalizace, UV LED- 400 nm, T = 298K, pouze tmavé zobrazení zadního kontaktu

22

Obr. 5.5 b) Vzorek měřený na jiném pracovišti LBIC se znatelnou strukturou zadní metalizace, červený laser – 650 nm, T = 298K,zelené ohraničení ukazuje tmavé a červené ukazuje světlé zobrazení mřížky

6 METODA RYCHLÉHO RASTROVÁNÍ Tato metoda byla vynalezena kvůli dlouhé skenovací době metody LBIC. Tato metoda vychází z teoretických poznatků metody LBIC a navíc je v ní možné využít i nové poznatky, jako jsou různé vlnové délky zdroje světla, různé směry skenování nebo velikost zdroje světla. Rozlišovací schopnost metody je závislá na velikosti rastrovacího kroku a na velikosti a počtu defektů. Velký vliv na výsledky měření má i šířka světelného paprsku, který působí na plochu diagnostikovaného solárního článku. Pokud je šířka paprsku větší než krok posunutí světelného zdroje, dochází k překrývání výsledků a tím ke zmenšení přesnosti metody. Na druhou stranu, v případě, že je krok pohybu světelného zdroje větší než šířka světelného paprsku, dochází k vynechávání měřené plochy. Z těchto důvodů je velice důležité nalézt kompromis mezi krokem světelného zdroje a šířkou světelného paprsku.

6.1 ANALÝZA VÝSLEDKŮ Na kvalitním solárním článku se zobrazí pouze bus-bary, které zde tvoří jedinou závažnější chybu. Na nekvalitním článku se zobrazí i konkrétní vady a jejich tvar (viz. Obr. 6.1). Mezi nejznámější materiálové defekty patří již zmíněné vírové defekty nebo mechanická poškození (poškrábání solárního článku a nebo okrajové odštípnutí).

Obr. 6.1 Výchozí vzor naskenovaného článku s vírovým defektem metodou LBIC, jedná se o článek č. 1, červený zdroj světla

Metoda rychlého rastrování patří mezi přehledové diagnostické metody. To znamená, že pomocí ní lze určit kvalitu solárního článku, velikost defektu a jeho přibližné umístění na solárním článku. Na následujícím obrázku (Obr. 6.2) je vidět zobrazení vírového defektu na měřeném vzorku pomocí Rychlého rastrování. Jak je na obrázku vidět, není možné přesně rozlišit kruhové hranice defektu. Při rastrování ve dvou osách X a Y byl definován zásadní problém tzv. „zrcadlení

23

defektů“. Tento jev nasává u metody rychlého rastrování z důvodů osvětlení celé šířky solárního článku a následujícím zpracování naměřených výsledků (součet nebo násobení bodů v matici). Při použití dvou os skenování pak není možné přesně určit polohu defektní plochy. Místo s největším defektem se promítne na všechny části, kterými prochází skenované plocha. Ve výsledném zobrazení dojde k rozmazání ostrých hran defektu a k promítnutí menších defektů do míst, která jsou osově souměrná s jejich skutečnou polohou. Z tohoto důvodu není metoda rychlého rastrování vhodná pro podrobnou diagnostiku solárních článků. Na druhou stranu lze díky ní získat velmi rychle dostačující přehled o kvalitě solárního článku a o kvantitě defektů na jeho ploše. Při použití více os skenování (například úhlopříčné skenování), je možné dosáhnout přesnějších výsledků. V každém případě vždy dojde alespoň k minimálnímu zrcadlení. Částečně je možné tuto vlastnost metody rychlého rastrování vyřešit pomocí matematická analýzy naměřených dat. V takovém případě lze dosáhnou velmi dobrých výsledků s tím, že poloha defektů nemusí odpovídat realitě – matematická analýza může pracovat pouze na základě předpokladu, kde se defekty mohou vyskytnout.

Obr. 6.2 Článek č. 1 narastrován Rychlou metodou, červený zdroj světla, dva směry pohybu zdroje světla

Tato metoda není schopná zachytit drobné defekty, jako je prach nebo lehké mechanické poškození, jelikož plocha světelného paprsku je mnohonásobně větší než defekt samotný. Vychází to i z jedné nasimulované vady v podobě malého papírku (tvar trojúhelník), který byl umístěn do středu článku. I když byl na článku viditelný prach, metoda dokázala rozpoznat pouze větší defekt.

24

7 ELEKTROLUMINISCENCE Na smímcích je zachyceno elektroluminiscenční záření. Měření musí probíhat v temné místnosti kvůli regulaci světelného šumu a na kameře je použit infračervený filtr, který je přímo součástí těla kamery. Tento typ filtru je zvolen pro nejkvalitnější regulaci vzniklého šum. Při nárůstu proudové hustoty začne chlazená CCD kamera snímat elektroluminiscenční záření, které vyzařuje nerovnoměrně z celé plochy. Měřený vzorek je zapojen v propustném směru a je do něj nucen proud řádově v jednotkách Ampér. Snímání probíhá chlazenou CCD kamerou typu G23200 od firmy Kodak. Model G2-3200 používá 3,2MPx CCD Kodak KAF-3200ME s nízkým šumem. Efektivní dvoustupňové chlazení s Peltierovými články udržuje čip hluboce zmrazený, aby byl minimalizován tepelný šum. Tepelný šum čipu je 0,8 exp(-/s/pixel) při 0°C. Teplota čipu je během měření nastavena na -20°C. Objektiv značky Canon s ohniskovou vzdáleností 43 cm zajišťuje kvalitní zaostření a sejmutí obrazu. V prvním sloupci (Obr. 7.1a a 7.2a) je měření metodou Elektroluminiscence vybraných vzorků (č. 1 a č. 2) při proudu 3A. Při vyšším proudu jsou defekty zřetelnější. Důležitou roli při snímání hraje čas, který je nastaven na 20s pro lepší snímání obrazu a eliminaci šumů a chlazený čip kamery je nastavený na -20°C, pro eliminaci tepelného šumu v kameře. Čím delší čas, tím je obraz jasnější. Měření je provedeno při pokojové teplotě, tedy 25°C. Přes infračervený filtr je možné pozorovat jev elektroluminiscence nejlépe. Tím, že nejsou obě poloviny článku propojeny dochází k nerovnoměrnému rozložení proudové hustoty. Proto je uprostřed solárního článku vidět tmavý pruh. Pro srovnání je v druhém sloupci zobrazeno měření toho samého vzorku metodou LBIC při vlnové délce 630nm.

Obr. 7.1 a) Vzorek č.1, metoda EL, parametry měření 3A,1,2V,IR,20s,25°C

Obr. 7.1 b) Vzorek č.1, metoda LBIC, 13hod., IR LED,1026x1026 bodů, 25°C

25

Obr. 7.2 a) Vzorek č.2, metoda EL, parametry měření 3A,1,2V,IR,20s,25°C

Obr. 7.2 b) Vzorek č.2, metoda LBIC, 13hod., IR LED,1026x1026 bodů, 25°C

Na vzorku č.1 (Obr. 7.1) je patrné, že obsahuje vírový defekt, který je patrný v obou měřeních, zároveň je vidět povrchový defekt na horním kraji. Jedná se o nekvalitně nanesený sítotisk. Nekvalitní kontaktní pole naměřené výsledky lehce zkresluje, ale přesto je patrné, že tato metoda by mohla být využita v průmyslu. Na vzorku č.2 (Obr. 7.2) je na pravé straně opět špatně nanesená metalizace. Proud je veden z nakontaktovaného kusu solárního článku kratšími bus-bary, proudová hustota je zde tedy větší. Další defekt, který je zde patrný, je rozložení nečistot (jako je prach) v solárním článku, které byly zaneseny během zpracování. Nečistoty v podobě svislých pruhů jsou povrchového rázu, kdy při závěrečné fázi výroby došlo ke špatnému očištění. Zrovna u tohoto vzorku je zajímavostí, že při metodě Elektroluminiscence prosvítá zadní strana a je znatelně světlejší, což značí lepší vlastnosti v této oblasti, kdežto u metody LBIC je tomu naopak. Z tohoto porovnání je patrné, že metoda Elektroluminiscence, jakmile bude vyřešeno kvalitní kontaktování, bude moci dosahovat úrovně metody LBIC. Hlavní rozdíl mezi těmito dvěma metodami je, že metoda EL zobrazuje některé defekty, které v metodě LBIC nejsou patrné. Například při nekvalitním nanesení přední metalizace, viz. vzorek č. 2, je jeden proužek metalizace zřejmě přerušen hned u bus-baru, a tudíž jím neteče proud. Pokud to vezmeme z opačného konce, solární článek bude zařazen do panelu a bude na něj působit sluneční záření, bude tedy produkovat proud. Tento prst však nebude proud odvádět a tím dojde ke ztrátě.

26

8 ZÁVĚR Práce byla rozdělena do třech základních částí. V první části byla zpracována teorie, kde je definováno několik jevů účastnících se fyzikálních procesů v solárním článku, základní parametry monokrystalického solárního článku, jeho struktura, vznik a druhy defektů. V druhé části pak byl popsán přehled diagnostických metod solárních článků. Z tohoto byly vybrány některé metody, jako metoda LBIC, Elektroluminiscence a metoda Rychlého rastrování pro další zkoumání a porovnání. Dohromady všechny tyto metody dávají podrobný přehled o vlastnostech solárního článku, zejména o plošném rozložení defektů a jejich vzhledu. Jednotlivé výhody a nevýhody jsou uvedeny a komentovány v praktické části. Poslední částí pak byla praktická část. Metoda LBIC, která je sice již zavedená v diagnostice, ale přesto je na ní ještě mnoho možností k výzkumu. Byla zde podrobně rozebrána a také úpravy, které se na ní provedly. Inovací světelného zdroje došlo k možnosti měnit vlnové délky. Při jejich použití bylo zjištěno, že je možné lépe rozlišit jednotlivé defekty v solárních článcích. Každý typ defektu solárního článku má majoritní vliv v určité hloubce PN přechodu. Dosažení inovativních výsledků při měření metodou LBIC je způsobeno tím, že světelné záření s různou vlnovou délkou proniká do různých hloubek pod povrch měřeného vzorku. Působením různých světelných zdrojů lze také ověřit spektrální citlivost jednotlivých solárních článků a tak dále analyzovat jejich vlastnosti a použitelnost při specifických podmínkách. Byla provedena podrobná analýza naměřených výsledků. Při krátkých vlnových délkách se v naměřených datech objevil fenomén, který lze nazvat prosvítání zadního kontaktu. Pro vysvětlení tohoto jevu vznikly dvě teorie, které jsou uvedené v textu disertační práce. Jelikož je metoda LBIC časově velmi náročná (v nejvyšší kvalitě trvá změření vzorku 13 hodin, v nižší kvalitě pak 7 hodin) vznikla nová metoda, ve které bylo využito poznatků právě z metody LBIC. Ta je založena na skenování solárního článku pomocí zdroje světla ve tvaru světelného pruhu. Skenování může probíhat ve více osách. Výsledky metody jsou ukládány do vektorů, které jsou následně matematicky zpracovány. Program v prostředí MATLABU zajišťuje rekonstrukci dat a vytváří z naměřených vektorů matici, které odpovídá proudovému rozložení solárního článku. Hlavní výhodou této metody je podstatně větší rychlost skenování solárního článku. Na druhou stranu je zde určité zhoršení rozlišovací schopnosti jednotlivých defektů z naměřených dat. V praxi je možné tuto metodu použít pro rychlou diagnostiku solárního článku. V případě, že je odhalena přítomnost defektu, je vhodné pro jeho přesné lokalizování a analýzu použít klasickou metodu LBIC, která je dostatečně přesná. Metoda Rychlého rastrování je na základě měření vyhodnocena pouze jako přehledová metoda. Vzorek je změřen za 15 minut, ale kvůli chybě zrcadlení, není vhodná pro přesné určení polohy defektu. Také zde byla zmíněna metoda Elektroluminiscence a nastíněny její možnosti. V současné době se s touto metodou experimentuje a z prvních výsledků je patrný značný potenciál této metody. Na začátku práce bylo stanoveno několik cílů. Prvním z nich bylo teoreticky analyzovat různé druhy defektů, které mohou snižovat účinnost solárního článku a pak vytvořit základní katalog defektů. Povedlo se definovat velké množství defektů a sestavit katalog včetně metod, kterými je vhodné tyto vady detekovat.

27

9 LITERATURA [1]

Sze, S. M., Ng., Kwok K.: Physics of semiconductor device, John Wiley & Sons,Inc., Hoboken, New Jersey, Canada, 2007

[2]

Kubíčková, K., Boušek, J., Janda, M., Fořt, T., Bařinka, R.,: Fast LBIC scanning of solar cells. In 21.european photovoltaic solar energy conference. 2006. s. 347-349. ISBN: 3936338205

[3]

Mäckel, H.: Capturing the spektra of solar cells, Doctoral thesis of The Australian National University, 2004

[4]

Fangsuwannarak, T., Cho, E.C., Conibeer, G., Y Huang, Trupke, T., Green, M.A.: Analysis of the effect of silicon quantum dot density on the photoluminiscence spectra of silicon dot/silicon dioxide superlattices, 21 EU PVSEC 2006, Dresden, GE

[5]

Wűrfel, P.: Physics of solar cells, 2005 Wiley-VCH verlag GMBH & Co. Kvas Weinheim

[6]

Vašíček, T.: Diploma thesis, 2004

[7]

Salajová, E.: Využití rastrovacího elektronového mikroskopu pro diagnostiku poruch polovodičů, Brno (1993)

[8]

Skalák, P.: Alternativní zdroje, Brno (2001)

[9]

Bothe, K., Pohl, P., Schmidt, J., Weber, T., Altermatt, P., Fischer, B. and Brendel, R.: [10] Elektroluminiscence imaging as an in-line characterization tool for solar cell production, 21 EU PVSEC 2006, Dresden, GE

[11]

Fuyuki, T., Kondo, H., Yamazaki, T., Takahashi, Y. and Uraoka, Y.: Photographic surveying of minority carrier diffusion length in polycrystalline silicon solar cellsby electroluminescence, Applied Physics Letters 86, 262108 (2005)

[12]

CHynoweth, Ag. and Pearson, Gl.: Effect of Dislocations on Silicon p-n Junctions. J. Appl. Phys., 1958, vol. 29, no. 7, p. 1103-1110.

[13]

McIntyre, Rj.: Theory of Microplasma Instability in Silicon. J. Appl. Phys., June 1961, vol. 32, no. 4, p. 983-995.

[14]

Ruge, I. and Keil, G.: Mutual Interactions between Microplasmas in Silicon p-n Junctions. J. Appl. Phys., Nov. 1963, vol. 34, no. 11, p. 3306-3308.

[15]

Konovalov, I.E., (1997) 53

[16]

Riepe, S., Isenberg, J., Ballif, C., Glunz, S.W. and Warta, W.,: Proceeding of the 17th [17] European Photovoltaic Solar Energy Conference 2001, p. 1597

28

Breitenstein, O. and Iwig, K.: Sol. Energy Mater., Solar Cells 48

[18]

Frodl, M.: Diploma thesis, 2008

[19]

Steiner, P.: Diploma thesis, 2008

[20]

Šalimovová, K.V.: Fyzika polovodičov, Alfa, Bratislava (1978)

[21]

Libra, M., Poulek, V.: Solární energie, ČZU v Praze, 2006

[22]

Dušek F.: Úvod do používání MATLAB

[23]

Dušek F.: Matlab a simulink

[24]

Vaněk, J.: Diagnostické metody fotovoltaických článků založené na generačněrekombinačních jevech, Brno, CR, 2008

[25]

Nelson, J.:The Physics os solar cells, Imperiál College Press, London, UK, 2003

[26]

Koktavy, P.: Šum mikroplazmy v luminiscenčních GaAsP diodách, Brno (1997), Doctoral thesis

[27]

Koktavy, P.: Study of microplasma noise statistical characteristic GaAsP diodes, ICNF 2003, Praha, CR

[28]

Trupke, T., Bardka, R.A., Abbott, M.D., Chen, F.W., Cotter, J.E., Lorenz, A.: Fast photoluminiscence imagining of silicon wafers

[29]

Macdonald, D.H.: Recombination and Trapping in Multicrystalline Silicon Solar Cells, Doctoral thesis, Australian (2001)

[30]

Kane, D. E. and Swanson, R. M.: Measurement of the emitter saturation current by a contactless photoconductivity decay method, Proc. 18th IEEE Photovoltaic Specialists Conf. Las Vegas 578-583 (1985).

[31]

Cuevas, A.: The effect of emitter recombination on the effective lifetime of silicon wafers, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 57 277-290 (1999).

[32]

Kerr, M. J., Schmidt, J., Cuevas, A. and Bultman, J.: Surface recombination velocity of phosphorus-diffused silicon solar cell emitters passivated with plasma enhanced chemical vapor deposited silicon nitride and thermal silicon oxide, J. Appl. Phys. 89 3821-3826 (2001).

[33]

www: http://sweb.cz/radek.jandora/f07.htm

[34]

Goetezberg A., Knobloch J., Voss B.: Cristaline silicon solar cells. Joho Wiley and sons Ltd., 1998

[35]

Michaelis, W. and Pilkhun, M.H.: Radiative recombination in silicon p-n junctions, Phys. Stat. Sol. A, 36 (1), pp. 311-319, (1969)

29

[36]

Schlangevotto, H., Maeder, H. and Gerlach, W.: Temperature Dependance of the Radiative Recombination Coefficient in Silicon, Physica Status Solidi, 21a ,pp. 357- 367, (1974)

[37]

Dziewior, J. and Schmid, W.: Auger coefficients for highly doped and highly excited silicon, Appl. Phys. Lett., 31 (5), pp. 346-348, (1977)

[38]

Jandová, K., Janda, M., Vaněk, J., Bařinka, R.: Solar cells testing using different diagnostic method. In 4th IWTPV'08. Praha: Nakladatelství ČVUT, 2008. s. 69-72.ISBN: 978-80-0104047-8

[39]

Jandová, K., Bařinka, R.: Výzkumná zpráva o řešení dílčího tématu projektu VC ZČU od MŠMT číslo 1M06031 " Proměření defektů různými dostupnými metodami". 2007

30

10

CV AUTORA

Osobní údaje: Jméno, Přijmení, titul: Kristýna Jandová, Ing. Rok narození:

1981

Stav:

vdaná, bezdětná

Zdravotní stav:

Dobrý

Profesionální praxe: 2004

stewardka ve Student Agency

2003,2004 brigádně Schneider Electric 2000,2001 asistentka, Gaudeamus za FEKT VUT v Brně 1999

brigádně servírka na RS Orlík

Vzdělání: 2000-2005

studentka FEKT VUT v Brně Elektrotechnická výroba a management Diplomová práce – analýza vlastností solárních článků při nízké a velmi nízké intenzitě osvětlení

1995 – 1999 Střední průmyslová škola a VOŠ Písek Management v elektronech.- maturita Zájmy: Dovednosti:

Sport, kultura, cestování, literatura, fotografování, PC Komunikativnost, spolehlivost, schopnost organizovat, řidičský průkaz sk. B, anglický jazyk (středně pokročilý) , německý jazyk (pokročilý), práce na PC (Word, Excel, PowerPoint, AutoCAD, DesignVIEW, Eagle), psaní na stroji

31

11

ABSTRAKT

Dizertační práce se zabývá rozborem dosavadních a návrhem nových metod detekujících plošné rozložení defektů v solárních článcích. Teoreticky i prakticky je provedena analýza výsledků zejména u metody LBIC (Light Beam Induced Current), která je inovována o možnost využití různých vlnových délek a je porovnávána s dalšími metodami jako je Elektroluminiscence. Na základě získaných poznatků je vytvořena metoda Rychlého rastrování (Fast LBIC). Dále je vytvořen katalog defektů vyskytujících se v monokrystalických solárních článcích.

32