[發明專利]硅基太陽能電池暗I-V-T特性的測試方法

無效

• 申請號: 201210352455.0
• 申請日: 2012-09-21
• 公開（公告）號: CN102914735A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 馬立云;崔介東;彭壽;王蕓
• 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: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26
• 代理公司: 安徽省蚌埠博源專利商標事務所 34113
• 代理人: 倪波

技術領域

本發明涉及薄膜硅/晶體硅異質結太陽能電池技術，特別涉及一種硅基太陽能電池暗I-V-T特性的測試方法。?

背景技術

薄膜硅/晶體硅異質結太陽電池，結合了薄膜的低溫沉積制備工藝和晶體硅材料的無缺陷優點，具有較好的應用前景。為優化太陽能電池工藝參數，提高電池光電轉換性能指標，尤其是提高電池的填充因子FF，深入理解異質結電池中的載流子輸運過程非常必要。目前人們對薄膜硅/晶體硅異質結輸運特性的實驗和理論研究，主要是通過采用雙二極管模型或者建立器件的能帶模型，結合室溫下的暗I-V數據的分析，來提出相應的輸運機制。其中，雙二極管等效模型將中性區和結耗盡區的復合電流用兩個并聯的二極管來代替，同時考慮到可能的串聯和旁路電阻，是分析異質結的暗I-V特性曲線的有效手段。通過對暗I-V特性的分析，有助于我們了解界面處理、電池結構、歐姆接觸和表面情況等與載流子的輸運復合機理和電池性能的關系。?

通過建立能帶模型，可以更深入地認識載流子的輸運過程，提出輸運模型，這就需要研究I-V-T特性，即隨著溫度的改變，電池器件暗I-V特性的變化，這就需要一種能準確測試電池暗I-V-T性能的方法，特別是在100℃以下的低溫范圍。?

發明內容

本發明的目的是提出一種硅基太陽能電池暗I-V-T（電流-電壓-溫度）特性的測試方法，用于對太陽能電池器件中載流子輸運特性的研究，以指導對太陽能電池器件的優化制備。?

本發明提出的一種硅基太陽能電池暗I-V-T特性的測試方法，包括以下步驟：?

（1）采用熱絲化學氣相沉積技術制備結構為“Al前電極/n-a-Si:H/i-a-Si:H/p-c-Si/Al背電極”的硅基異質結太陽能電池；

（2）將制備的硅基異質結太陽能電池放置于密封無光照射真空室內的銅板上，抽真空至4×10^-4～1×10^-4Pa，銅板與低溫溫度控制器相連；

（3）通過熱傳導效應，通過調節低溫溫度控制器來控制硅基異質結太陽能電池表面的溫度，硅基異質結太陽能電池表面溫度由0℃升至60℃，步長為每分鐘升溫5℃，在每隔5℃的溫度變化范圍，通過數字萬用表在異質結兩端Al前電極和Al背電極施加直流電壓，電壓為0V至0.8V連續變化，電壓步長為0.01V，讀出數字萬用表上的電流值，便可得出該硅基異質結太陽能電池0~60℃內的I-V曲線，即I-V-T曲線。

通過測試電池器件在無光照的暗室條件，在電池兩端加上0至0.8V連續變化的直流電壓下，流過器件電流隨溫度的變化規律，以指導對太陽能電池器件的優化制備，特別是改善電池器件的填充因子，進而提高光電轉換效率。?

本發明的有益效果是：?

1、本發明通過測試不同溫度下的電池器件I-V特性變化，可以有效地分析電池器件的載流子輸運特性，對研究影響電池的填充因子的輸運機理提供了便利，為改善電池的填充因子，進而提高電池的光電轉換效率，提出了一種較為有效的分析與解決方法；

2、本測試方法所用的設備非常簡單，操作方便，數據實時記錄；

3、通過低溫溫度控制器可以精確地控制器件表面的溫度，為I-V特性測試結果的準確性提供可靠的支持。

附圖說明

圖1為雙二極管模型等效電路及不同電壓范圍的I-V曲線圖；?

圖?2為硅基異質結太陽能電池I-V-T溫度特性圖；

圖?3?為不同電壓范圍，參數A隨溫度的變化圖。

具體實施方式

本發明提出的硅基太陽能電池暗I-V-T特性的測試方法，包括以下步驟：?

（1）采用熱絲化學氣相沉積技術（HWCVD）制備以下異質結結構的硅基太陽能電池：Al前電極/n-a-Si:H/i-a-Si:H/p-c-Si/Al背電極，各層的厚度分別對應如下：200微米/25納米/8納米/250微米/250微米，切割成1×1cm²的電池器件；

（2）將所制備的電池器件放置于密封、完全無光照射的真空室中，抽真空至4×10^-4～1×10^-4Pa，電池器件放置于銅板上，銅板與低溫溫度控制器相連，溫度調節范圍為0～60℃，通過熱傳導控制電池器件的表面溫度變化范圍為0～60℃；