레이저 여기를 이용한 와전류 센서 기반 캐리어 수명 측정의 정확도 향상

현대 태양전지 제조에서는 유해한 불순물을 검출하고 생산 폐기물을 줄이기 위해 초기 품질 검사가 매우 중요합니다. 따라서 실리콘 잉곳을 웨이퍼로 절단하기 전에 전하 캐리어 수명 측정을 수행하는 것이 유용합니다. 광전도 감쇠를 와전류로 검출하는 e-PCD(eddy-current detected photoconductance decay) 기법은 널리 사용되고 있으나, 최근 광전 분야에서 새롭게 등장하는 과제들에 대응하기 위해서는 수명 측정 측면에서의 최적화가 필요합니다. 본 연구에서는 전체 관련 캐리어 수명 범위에서 여기 레이저 파라미터에 대한 측정 가능한 캐리어 수명의 정확도에 미치는 의존성을 조사했습니다. 표면 재결합 현상의 복잡한 거동과 시간적 변화는 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 분석됩니다. 측정 설정의 구성요소와 파라미터를 최적화했으며 이전에 사용된 980nm 레이저에 비해 1064nm 레이저가 더 적합함을 확인했습니다. 광자 플럭스가 높은 더 긴 파장의 레이저 소스를 사용하면 Δn = 10¹⁵cm⁻³의 과잉 캐리어 농도에서 기록된 캐리어 수명의 정확도가 향상됩니다. 슬라이스된 표면과 패시베이션된 표면의 결과를 비교하면 확실한 유사성이 발견됩니다. 최적화된 레이저 기반 e-PCD 방법을 플래시 램프 기반 PCD 방법(QSSPC로 알려짐)과 비교했습니다. 결과는 두 시스템 모두 과도 모드에서 PCD 곡선을 평가하는 더 긴 캐리어 수명에 대해 매우 잘 일치합니다. 그러나 캐리어 수명이 짧은 경우에는 e-PCD 방법의 범용 과도 모드 작동이 일관성 측면에서 더 유리함을 보입니다.