Correlation of defect luminescence and recombination in multicrystalline silicon

Defect related luminescence (DRL) of mc-Si wafers, including the four D line emissions D1-D4, is investigated by hyperspectral photoluminescence (PL) imaging. The background subtraction scheme for the hyperspectral imaging setup is improved in order to obtain enhanced possibilities for comparing the DRL of different samples. In combination with PL based techniques for lifetime and iron imaging, the improved hyperspectral imaging technique is used to compare DRL of n type and p-type mc-Si material, and to study changes of the DRL spectrum along the height of a crystalline ingot. Further, the correlation between DRL and metallic impurities as well as changes of DRL due to solar cell processing steps are investigated. No differences in the D line emissions that with certainty can be attributed to differences in material type (n/p) are found. We suggest that the spectral shape rather is determined by the recombination mechanism through which the charge carrier lifetime of a sample mainly is limited. In regions with high concentration of iron and other contaminations, we observe reduced intensities of the D3 and D4. It is thus likely that precipitates of iron or other impurities partly supress the D4 and D3 emission intensities. Defektrelatert luminescens (DRL) fra mc-Si-wafere, herunder de fire D-emisjonslinjene D1-D4, ble undersøkt ved hjelp av hyperspektral fotoluminescensavbildning (PL-avbildning). Rutinen for bakgrunnssubtraksjon for den hyperspektrale avbildningen ble forbedret for å gi bedre mulighet for å sammenlikne DRL fra ulike prøver. Den forbedrede hyperspektrale avbildningsteknikken ble kombinert med PL-baserte teknikker for avbildning av levetid og jernkonsentrasjon, og benyttet til sammenlikninger av DRL i n-type og p-type mc-Si. Samme teknikk ble også benyttet for å studere hvordan DRL-spekteret varierer med høyden i en støpt krystallblokk. Forholdet mellom DRL og metalliske urenheter samt endringer i DRL knyttet til produksjonsleddene ved fremstilling av solceller ble også studert. Det ble ikke funnet forskjeller i D-emisjonslinjene som med sikkerhet kan knyttes til ulik materialtype (n/p). Vi antar at spekterets egenskaper snarere avhenger av hvilke rekombinasjonsmekanismer som er begrensende for ladningsbærerlevetiden i prøven. Vi fant redusert D3- og D4-intensitet i områder med høy konsentrasjon av jern og andre forurensninger. Det er derfor sannsynlig at utfellinger av jern og andre urenheter delvis hemmer intensiteten av D4 og D3-emisjonene