In this study we have used scanning electron microscopy and atomic force microscopy (SEM and AFM) for evaluation and measurement of solar cell surfaces micro-geometry. SEM allowed to study large areas of the solar cells with considerable surface roughness (more than 10 μm) while AFM was carried out on relatively smooth areas, but it is truly 3D measurement. Currently, probe methods are more applicable for studying solid materials surfaces. AFM is a 3D surface morphology technique that provides quantitative information about surfaces, and characterizes roughness of the surface, and sizes of morphological features, such as grains. and Práce se zabývá měřením a vyhodnocením mikrogeometrického reliéfu povrchu monokrystalického a polykrystalického solárního článku. K měření povrchu byla využita skenovací elektronová mikroskopie SEM a mikroskopie atomárních sil AFM. Metoda SEM umožňuje snímat velké plochy solárních článků se značnou drsností povrchu a metoda AFM byla použita na poměrně hladké plochy, nicméně se jednalo o skutečné 3D měření. Metody využívající snímací sondy se používají pro studium povrchů pevných látek. AFM umožňuje 3D mapování povrchového reliéfu a poskytuje kvantitativní informace o povrchu, dokáže charakterizovat jeho drsnost a další morfologické charakteristiky, jako například zrnitost.
The work deals with non-destructive characterization of monocrystalline silicon solar cells and with methodology of measuring of local emissions from reverse-biased pn junction. Measured results of local radiation in the visible spectrum of reverse-biased monocrystalline silicon solar cells are presented. results of measurements show that not all of shining spots are associated with microplasma noise. and Práce se zabývá nedestruktivní charakterizací monokrystalických křemíkových solárních článků a metodikou měření lokálního vyzařování ze závěrně polarizovaného pn přechodu. Jsou prezentovány naměřené výsledky lokálního vyzařování ve viditelné oblasti spektra ze závěrně polarizovaných solárních monokrystalických křemíkových článků. Z výsledků měření je zřejmé, že ne všechny zářivé body mají souvislost s šumem mikroplasmatu.
The microplasma discharges in the PN junction local defect microregions are as a rule, accompanied by the emission of light. This radiation from solar cell PN junctions was measured by means of an optical fiber connected to the optical input of a photomultiplier. By inching the fiber by means of computer controlled X-Y plotter above the cell surface a 2-D image of the irradiation local regions has been created. It is seen that a cell of a superficial area of 100 square cm contains a large number of defects, which depends on applied reverse voltage. This method can be a convenient tool for study and diagnostics of optoelectronic devices. The main thesis goal is to uncover the radiation features as spectrum and voltage dependency. The occasion of emission generation will be determined. and Příspěvek se zabývá vlastnostmi solárních článků - velkoplošných PN přechodů. Je-li přechod polarizován závěrně a oblast přechodu obsahuje lokální defekty, může v těchto oblastech dojít ke vzniku lokálních lavinových průrazů. Ty se objevují obvykle při dostatečně velkých závěrných napětích, ale nižších, než je napětí nutné pro lavinový výboj v celé nedefektní oblasti přechodu. Tyto výboje, které odpovídají vedení proudu oblastí mikroplazmatu v PN přechodu, jsou zpravidla doprovázeny emisí světelného záření, které nese informaci o procesech probíhajících v dané oblasti. V bistabilním stavu mikroplazmatu dochází k emisi v časových úsecích sepnutí vodivého kanálu defektní oblasti, při závěrném napětí PN přechodu vyšším dochází k trvalé emisi. Pokud je zkoumán velkoplošný PN přechod, ve kterém je možno pozorovat více defektních oblastí, nalézáme oblast napětí aktivace bistabilních oblastí mikroplazmatu, která je na své spodní hranici definována nejnižším napětím, aktivujícího napěťově první mikroplazmatický výboj na své horní hranici je oddělena napětí, při kterém jsou již veškeré defektní oblasti trvale sepnuty. Následující příspěvek se zaměřuje na měření korelace napětí PN přechodu a jednotlivých defektních oblastí, zobrazených metodou měření emise povrchu solárních článků.
This study concerns the comparison of possibilities of SPM and SEM techniques for characterization of solar cells. Advanced characterization of optoelectronic devices demands several microscopic techniques based on different physical principles with nano- and micro-meter resolution in order to localize nanosize features of device structure. SPM and SEM illustrate surface texturization at micro- and nano-scale, and thus are powerful instruments of nanotechnology. and Zvyšování kvality a účinnosti nových měřicích metod přispívá k pokročilé charakterizaci optoelektronických součástek a zařízení. Tyto metody využívají pro přesnější zkoumání vlastností struktur několik mikroskopických technik, které jsou založeny na fyzikálních principech ovlivněných nano a mikrorozměry zařízení. Tato studie porovnává možnosti SPM a SEM metod pro charakterizaci solárních článků. Metody SPM a SEM znázorňují povrchovou strukturu v mikro a nanoměřítku, a tudíž jsou silným nástrojem nanotechnologie.
This paper briefly deals with the determination of the solar cells n+p junction exact position. A consideration of this position should be very important for the interpretation of experimental characteristics with non-standard behaviour as a probable consequence of pn junction area reduction or its enlargement. For the analysis the method based on the simulation of diffusion process and the n+ emitter concentration profile has been used. The position of pn junction follows from the analysis and we show that the effective area of the pn junction does not vary critically. and V článku je stručně rozebrána problematika určení přesné polohy n+p přechodu solárních článků. Posouzení umístění přechodu může mít zásadní význam na interpretaci některých měřených charakteristik s projevy nestandardního chování, které může být důsledkem redukce, popřípadě rozšiřování plochy pn přechodu. Pro analýzu byla zvolena metoda založená na simulaci difúzního procesu a koncentračního profilu emitoru. Výsledkem simulace je návrh umístění přechodu, který ukazuje, že k zásadnímu ovlivňování plochy přechodu nedochází.