[實用新型]HIT專屬單層膜光暗電導性能測試設備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320292961.5
• 申請日: 2013-05-24
• 公開（公告）號: CN203337733U
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發(fā)明（設計）人: 郭群超;柳琴;龐紅杰;張愿成;張軍
• 申請（專利權(quán)）人: 上海太陽能工程技術(shù)研究中心有限公司
• 主分類號: G01R27/02
• 分類號: G01R27/02
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 楊元焱

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及太陽能電池，特別涉及一種HIT專屬單層膜光暗電導性能測試設備。

背景技術(shù)

薄膜硅/晶體硅異質(zhì)結(jié)HIT太陽電池是一種可以采用低成本實現(xiàn)的高效晶體硅太陽電池。這種太陽電池利用摻雜薄膜硅層在晶硅襯底上制作pn結(jié)。這層薄膜硅層通常只有十幾個納米厚，并且可以采用等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)工藝在200℃以下沉積完成。因此，相比于傳統(tǒng)的靠擴散制備pn結(jié)的太陽電池，薄膜硅/晶體硅異質(zhì)結(jié)太陽電池所需能量投入少，并具有較高的開路電壓，因而引起很大關(guān)注。

HIT太陽電池的薄膜硅層一般只有十幾個納米厚，但其薄膜質(zhì)量直接影響了電池的效率，其光電性能的優(yōu)劣關(guān)系到薄膜太陽能電池的光電性能。對于器件質(zhì)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，通常情況下，HIT電池的光敏性約為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^-11S/cm。目前市場上尚無光暗電導率測試儀成品推出。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是為了準確反應薄膜制備過程中材料的光電性能，提出一種HIT專屬單層膜光暗電導性能的測試設備。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用了如下的技術(shù)方案：

一種HIT專屬單層膜光暗電導性能測試設備，其包括：

樣品臺，含有兩個壓片探針，并且整個樣品臺內(nèi)置在一個暗盒里，完全密封；

光源，設置在樣品臺的正上方；

可編程的靜電計，設置在一個小屏蔽罩內(nèi)，并用屏蔽信號線和兩個壓片探針連接并接地；

大屏蔽罩，將上述樣品臺、光源和可編程的靜電計屏蔽在內(nèi)，并且接地。

所述光源為溴鎢燈或其它鹵素燈模擬光源。

選用本測試設備對HIT專屬單層膜光暗電導性能進行測試，是通過在HIT電池制備過程中單層膜表面先蒸發(fā)兩條共面型鋁電極，進而通過在兩條電極間施加一個直流電壓，由靜電計讀出電流并計算出薄膜的電導率。

本實用新型提供的測試設備能準確的反應HIT電池制備過程中的單層膜的光電性能，為制備高效HIT電池提供有效手段，設備簡單并且成本低。

附圖說明

圖1是本實用新型的測試設備的結(jié)構(gòu)原理示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。

參見圖1，本實用新型的HIT專屬單層膜光暗電導性能測試設備，包括樣品臺2、光源4、可編程的靜電計3和大屏蔽罩1。其中，樣品臺2含有兩個壓片探針，并且整個樣品臺內(nèi)置在一個暗盒(未圖示出來)里，完全密封；光源4(采用溴鎢燈)設置在樣品臺2的正上方；可編程的靜電計3設置在一個小屏蔽罩(未圖示出來)內(nèi)，并用屏蔽信號線和兩個壓片探針連接并接地；大屏蔽罩1將上述樣品臺2、光源4和可編程的靜電計3屏蔽在內(nèi)，并且接地。

本實用新型所需測試的樣品為HIT電池制備過程中沉積5nm的本征非晶硅薄膜后蒸發(fā)兩條長條狀平行的共面鋁電極而成。樣品大小為2×2cm²，電極間距(寬度)約1mm，長約2cm，厚度為非晶硅薄膜的厚度。靜電計選擇keithley6517B，光源選擇100W的溴鎢燈，光強為100mW/cm²。

HIT專屬單層膜光暗電導性能的測試方法，是通過在樣品薄膜上的兩條電極間施加一個直流電壓，由靜電計讀出電流并計算出薄膜的電導率。

具體包括以下步驟：

A、打開大屏蔽罩，將所要測試的樣品薄膜放入暗盒中的樣品臺上，將兩個壓片探針分別接觸樣品薄膜上的兩條電極；

B、關(guān)閉光源，通過靜電計對樣品薄膜上的兩條電極施加100V的直流電壓，讀出顯示的暗電流I_d，通過公式計算出薄膜的暗電導率σ_d；

C、打開光源，用光源照射測試樣品，通過靜電計對樣品薄膜上的兩條電極施加100V的直流電壓，讀出顯示的光電流I₁，通過公式計算出薄膜的光電導率σ₁；

D、將光電導率σ₁除以暗電導率σ_d，即得到薄膜的光敏特性值；

上述公式中，I為回路電流，d為薄膜厚度，W為電極間距，L為電極長度，V為外加電壓。

結(jié)合光暗電導率，即可評價薄膜材料的性能優(yōu)劣。