Bestimmung der optischen Eigenschaften von Solarzellen mit herkömmlichen Flachbett-Büroscannern
Beispielscan von (a) einer Siliziumsolarzelle aus einer Fertigungslinie von 2020 und (b) einem texturierten multikristallinen Wafer.
Eine Gruppe von Wissenschaftlern aus Australien hat untersucht, wie Verbraucher-Flachbettscanner zur Überwachung der optischen Eigenschaften von Solarzellen verwendet werden können, und festgestellt, dass diese Geräte vergleichbare Ergebnisse liefern können High-End-Tools, die in der Photovoltaikindustrie verwendet werden für einige Arten von Zellen und Wafern.
„Büro-Flachbettscanner sind weit verbreitet, haben typische Kosten in Höhe von Hunderten von Dollar, bieten eine hohe räumliche Auflösung und enthalten eine eingebaute Weißlichtquelle, die Messungen über drei verschiedene Farbkanäle ermöglicht“, sagten Forscher der Macquarie University und der University of New Südwales (UNSW). „Büroscanner haben ähnliche unbeabsichtigte Anwendungen zur Überwachung von Strahlung, einer Reihe von biomedizinischen Bildgebungsanwendungen und zur Überwachung der physischen Abmessungen von Komponenten gefunden.“
In ihrem Experiment verwendeten die Forscher einen Contact Image Sensor (CIS)-Scanner, der fast in direktem Kontakt mit dem zu scannenden Objekt steht, um die räumliche Variation in der Textur von präparierten multikristallinen und monokristallinen Wafern zu überwachen unterschiedliche Texturbedingungen. Seine Leistung wurde mit der des Loana-Systems verglichen, das üblicherweise in der Solarindustrie und auf Forschungsebene eingesetzt wird.
Die Wissenschaftler nahmen Messungen an mehreren Wafern mit unterschiedlichen Texturen über den CIS-Scanner vor und verglichen sie mit Reflexionskarten, die mit einem Loana-System erstellt wurden. „Bei den multikristallinen Wafern mit unterschiedlichen Texturen wurde für alle Metriken eine gute Korrelation beobachtet“, betonen sie. „Dies gilt sowohl beim Vergleich zwischen Proben als auch beim Vergleich räumlicher Daten über eine einzelne multikristalline Probe.“
Demnach bestätigen diese Ergebnisse, dass die Low-Cost-Scanner-Technologie für die Überwachung polykristalliner Bauelemente geeignet ist, obwohl sie sich nicht auf monokristalline Wafer erstrecken. „Die Reflexion der zufälligen Pyramidentextur, die durch den alkalischen Texturierungsprozess verursacht wird, wird vom Scanner nicht gut erfasst. Es wird angenommen, dass dies auf die unterschiedlichen physikalischen Mechanismen der Texturbildung zurückzuführen ist und wie diese Texturen Licht streuen“, erklärten sie auch und bezogen sich auf die Überwachung der monokristallinen Geräte.
„Sowohl eine gute qualitative Übereinstimmung als auch eine statistische Korrelation wurden zwischen dem Scanner und dem Industriewerkzeug für die isotropen multikristallinen Wafer erzielt“, schlossen sie.
Ihre Erkenntnisse stellten sie in der Zeitung vor"Bestimmung der optischen Eigenschaften von Solarzellen mit kostengünstigen Scannern," pveröffentlicht in Wissenschaftlichen Berichten. Die Forschungsgruppe bestand aus vier Wissenschaftlern der Macquarie University und der UNSW.
