[发明专利]光生伏打电池制造

说明书

本申请是申请号为200880113448.7、申请日为2008年9月1日、发明名称为“光生伏打电池制造”的申请的分案申请。

技术领域

本发明总体上涉及硅晶片、光生伏打电池以及光生伏打电池模块的制造，具体来说涉及到在从源材料生产硅晶片时以及在制造光生伏打电池和光生伏打电池模块时所出现的问题和瑕疵（fault）。在硅光生伏打电池的情况下，当把多晶硅用于光生伏打电池制造时，这一问题最为显著。但是在单晶硅光生伏打电池制造中所述问题也很明显，并且可以使用这里所公开的装置。本发明不限于检测裂缝。裂缝是由制造工艺引发的瑕疵的一个在经济上非常重要的实例。本方法还可以检测诸如局部旁路（例如由于金属“刺穿”pn结导致）或者晶片污染之类的其他瑕疵。

在本说明中关于现有技术的任何讨论都不应当被视为承认所述现有技术是众所周知的或者形成本领域内的共同常识的一部分。

背景技术

利用特定半导体技术（比如硅晶片技术）制造光生伏打电池和光生伏打电池模块涉及多个阶段。在硅晶片制造、光生伏打电池制造以及光生伏打电池模块制造期间，可能会在所述晶片、完成的电池或模块中引入难以通过被用于制造质量控制的标准光学检查方法检测出来的瑕疵。此外，先前存在的瑕疵可能会在所述光生伏打电池及模块的制造步骤期间增大，并且可能导致在光生伏打电池制造期间严重损坏所述晶片，或者导致在模块制造期间或者可能在所述模块已经被安装并且易于受到诸如日/夜热循环之类的物理应力影响之后严重损坏完成的光生伏打电池。虽然裂缝例如可能在任何阶段出现，但是可能最坏的情况是所述裂缝或其他瑕疵在光生伏打电池制造的最终电测试阶段不会导致电输出的严重恶化，但是在把这种含有裂缝的电池与其他光生伏打电池一起形成到光生伏打电池模块中时，可能会发生破损。这不仅可能会毁坏所涉及到的特定晶片，而且可能会毁坏整个光生伏打电池模块。因此，裂缝或其他瑕疵的形成及其在硅晶片、光生伏打电池的各个处理和制造阶段的可能增大以及利用这种电池的后续光生伏打电池模块制造都是严重的问题。

世界范围内的硅短缺正迫使光生伏打电池制造业降低晶片的厚度。这可能会提高由于裂缝产生和增大而发生电池破损的比率。

本发明的目的是克服或者改善现有技术的至少一个缺点，或者提供一种有用的替换方案。

发明内容

除非上下文明确地另行要求，否则说明书和权利要求书中的措辞“包括”、“包含”等应该以包含性而非排他性或穷举性的意义来理解；也就是说以“包括，但不限于”的意义来理解。

在概括的方面，本发明提供了一种制造至少一个半导体光伏器件的方法，所述方法包括以下步骤：

获得与半导体光伏器件制造工艺的至少一个阶段相关联的至少一个半导体晶片的多个图像；

对其中至少两个所述图像进行比较，以便识别出瑕疵的发生或增大；以及

确定所识别出的瑕疵的所述发生或增大是否超出预定的可接受度水平。

优选地，所述图像是发光图像。这些图像允许识别出瑕疵（特别是工艺引发的瑕疵）的发生或增大，以便确定所述晶片的质量是否足以继续所述工艺。但是如果所述瑕疵的发生或增大超出预定的可接受度水平，则操作员可以丢弃所述晶片、可以确定是否需要矫正所述瑕疵以及/或者可以返回所述晶片以用于进一步制造。

所述至少两个图像可以是在所述制造工艺中的不同位置处取得（例如在所述制造工艺的某一阶段之前和/或之后取得）的单一晶片的图像。或者，所述至少两个图像是在所述制造工艺的某一位置处取得的图像，其中所述图像是电结构足够相似的两个晶片的图像。这样的两个晶片优选地被分类为源自相同的源材料，例如最初相邻并且从相同的源材料相继得到的晶片。

在替换实施例中，可以在所述制造工艺的某一阶段之前和/或之后在单一晶片上实施成像。

上面描述的方法提供了一种用于确定晶片是否具有可能导致最终得到的光生伏打电池或模块的性能不佳的瑕疵的可靠机制。

可以由本申请识别出的瑕疵包括晶片、光生伏打电池或光生伏打模块中的任何机械瑕疵、电瑕疵以及甚至外观瑕疵（cosmetic fault）。具体来说，所述工艺可以定位硅晶片的裂缝、旁路（shunt）或污染。

从最初生产晶片时（即通过从源材料块锯下或者通过挤压）开始，可以在所述制造工艺中的任一点实施成像。

所述工艺还可以被用于确定与所述光生伏打电池制造工艺的相应阶段相关联的瑕疵发生和/或增大的统计量。如本领域技术人员将认识到的，本技术对于评估相应阶段的性能水平非常有用，并且在必要时提供针对该阶段的补救措施。