[發明專利]一種半導體薄膜光電性能的測試方法

無效

• 申請號: 201210016358.4
• 申請日: 2012-01-19
• 公開（公告）號: CN102539930A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 彭壽;王蕓;崔介東;曹欣;彭程
• 申請（專利權）人: 蚌埠玻璃工業設計研究院;中國建材國際工程集團有限公司
• 主分類號: G01R27/14
• 分類號: G01R27/14
• 代理公司: 安徽省蚌埠博源專利商標事務所 34113
• 代理人: 楊晉弘

技術領域

本發明涉及一種薄膜太陽能電池所用半導體薄膜光電性能的測試方法，如銅銦鎵硒薄膜、碲化鎘薄膜、非晶硅薄膜、微晶硅薄膜等。

背景技術

薄膜太陽能電池的光吸收層厚度約500~3000納米，如銅銦鎵硒薄膜、碲化鎘薄膜、非晶硅薄膜、微晶硅薄膜太陽電池等，其光電性能的優劣關系到薄膜太陽能電池的光電性能，如電池的電壓和電流等。對于薄膜太陽能器件質量級的本征半導體薄膜，即無摻雜的薄膜，其光敏特性，即有光照射與無光照射時電導率????????????????????????????????????????????????的比值，應該越大越好，以非晶硅薄膜太陽能電池為例，其光敏性約為10⁵~10⁶，通常光照時光電導率為10^-5~10^-6S/cm，無光照時暗電導率為10^-12~10^-11?S/cm。通常情況下，半導體薄膜的電導率測試需要在薄膜表面制備一對平行共面的鋁或銀電極作為測試時施加正負電壓所用，常規的工藝為熱反應蒸發或磁控濺射，這都需要在高真空條件下進行，所需時間較長，且對真空泵的依賴不可消除。

發明內容

本發明的目的是提出一種簡單有效的半導體薄膜電導率的測試方法。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種半導體薄膜光電性能的測試方法，其特征在于包括以下步驟：

a、采用導電銀漿料，在半導體薄膜的薄膜表面涂制兩條間隔一定距離的長條形電極，經常溫自然干燥與固化后形成半導體薄膜的測試樣品；

b、將測試樣品放置于密封的真空腔體中，測試樣品的兩個電極分別通過導線連接數字萬用表；

c、將真空腔體掩蓋避光，通過數字萬用表對兩個電極施加一定的直流電壓，讀出數字萬用表顯示的暗電流I_d，通過公式，計算出半導體薄膜的暗電導率，

公式中，為薄膜的電導率，I為由數字萬用表讀出的電流值，a為電極的間距，V為兩電極間的直流電壓，b為電極長度，d為半導體薄膜的厚度；

d、撤除真空腔體掩蓋，用光源照射測試樣品，通過數字萬用表對兩個電極施加一定的直流電壓，讀出數字萬用表顯示的光電流Il，通過公式，計算出半導體薄膜光照條件的光電導率，

e、光電導率與暗電導率的比值即為薄膜的光敏特性。

在上述技術方案的基礎上，可以有以下進一步的技術方案：

所述電極1~2cm、寬0.3~0.5cm，兩電極間距為0.8~1mm，電極厚度100~300m；

步驟c、d中對兩個電極施加的直流電壓相同，所述直流電壓為80V—100V；所述光源為氙燈，光照強度為800?W/m²—1000W/m²。

本發明的技術方案，即通過在半導體薄膜表面涂制導電銀漿（導電銀漿是公知產品，廣泛應用于厚膜電路中，可通過直接涂抹或絲網印刷的方法，將導電銀漿涂制在半導體薄膜表面），并在常溫下干燥固化，形成兩個長條狀平行共面電極，進而通過在兩電極間施加一個直流電壓，由數字萬用表讀出電流并計算出薄膜的電導率。

電導率計算公式如下：

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其中為薄膜的電導率，I為由數字萬用表讀出的電流值，a為所涂抹的兩條共面銀漿電極的間距，為0.8~1mm；V為在兩條電極之間施加的直流電壓，通常取80~100V；b為涂抹的銀漿電極長度，為1~2cm；d為半導體薄膜的厚度，可預先由其他設備測量所得，如臺階儀、橢圓偏譜儀、透射光譜等。

本發明提供的測試方法能有效替代傳統的熱反應蒸發或磁控濺射鋁電極或銀電極的方法，節約了設備成本和電極制備時間，同時也能準確地反映材料的光電性能。

附圖說明：

圖1是本發明的測試方法原理圖；

圖2半導體薄膜材的結構示意圖。

具體實施方式

一種半導體薄膜材料光電性能的測試方法，如圖1所示，用涂抹導電銀漿并于常溫下干燥固化的方法代替常規的真空熱反應蒸發或磁控濺射工藝，制備出兩個長條形平行共面電極，用于半導體薄膜電導率的測量。