レーザー励起を用いた渦電流センサーベースのキャリアライフタイム測定の精度向上

最新の太陽電池製造において、有害な不純物を検出し製造廃棄物を削減するために、初期段階の品質検査は極めて重要です。そのため、シリコンインゴットをウェーハにスライスする前にキャリアライフタイム測定を行うことが有益です。太陽光発電に現れる新たな課題に対応するため、広く使用されている渦電流検出光伝導減衰（e-PCD）技術のライフタイム測定の最適化が必要です。関連するキャリアライフタイム範囲全体にわたり、測定可能なキャリアライフタイムの精度の励起レーザーパラメータへの依存性を調査しました。表面再結合現象とその時間的発展の複雑な挙動をコンピュータシミュレーションにより研究しました。測定セットアップの構成要素とパラメータを最適化し、以前使用されていた980 nmレーザーと比較して1064 nmレーザーがかなり最適であることを見出しました。より長波長のレーザー光源をより高いフォトンフラックスで使用することにより、Δn = 10¹⁵ cm⁻³の過剰キャリア濃度で記録されるキャリアライフタイムの精度が向上しました。スライス直後の表面とパッシベーション処理された表面の結果を比較すると、説得力のある類似性が見出されました。最適化されたレーザーe-PCD法をフラッシュランプベースのPCD法（QSSPCとして知られる）と比較しました。両システムがトランジェントモードでPCD曲線を評価するより長いキャリアライフタイムについては非常によく一致しています。しかし、より短いキャリアライフタイムについては、e-PCD法のユニバーサルトランジェントモード動作が一貫性の点で有利です。