[發(fā)明專利]一種磁場調(diào)制薄膜光伏效應(yīng)的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110484686.6
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113193836A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳水源;霍冠忠;王可
• 申請（專利權(quán)）人: 福建師范大學(xué)
• 主分類號: H02S50/10
• 分類號: H02S50/10
• 代理公司: 福州君誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 35211
• 代理人: 戴雨君

本發(fā)明公開一種磁場調(diào)制薄膜光伏效應(yīng)的方法，在半導(dǎo)體參數(shù)測量儀中的正、負(fù)極引出線之間接入一可提供變磁場的光伏效應(yīng)測量裝置，將光伏電池的頂電極與底電極與該變磁場光伏效應(yīng)測量裝置頂部的兩條銅引線連接，測試該光伏電池在無磁場條件下的暗電流曲線與亮電流曲線；改變變磁場光伏效應(yīng)測量裝置內(nèi)置的磁體高度，測試該光伏電池在不同磁場條件下的暗電流曲線與亮電流曲線。本發(fā)明的方法可以確保測試的數(shù)據(jù)結(jié)果重復(fù)性好，磁強(qiáng)采樣能力強(qiáng)而穩(wěn)定，測試結(jié)果較為豐富以支撐研究的數(shù)據(jù)需要。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及磁性半導(dǎo)體測試領(lǐng)域，尤其涉及一種磁場調(diào)制薄膜光伏效應(yīng)的方法。

背景技術(shù)

一般的半導(dǎo)體參數(shù)測量系統(tǒng)用途都不涉及磁學(xué)模塊，通常情況下，半導(dǎo)體參數(shù)測量系統(tǒng)硬件多由磁性金屬材料組成，在磁場中，硬件容易偏移既定位置，嚴(yán)重影響數(shù)據(jù)測量的穩(wěn)定性，甚至失去既定功能，因而只提供溫度、光強(qiáng)等功能附件。例如，目前市面上的半導(dǎo)體參數(shù)分析儀的測試平臺（包括底座、測臂、探針等）多為磁性合金材料，當(dāng)實(shí)驗(yàn)需要外置磁場時，磁場源（磁體）接近樣品的同時也將對儀器磁性合金部分有一個強(qiáng)大的吸引力，從而使測試探針偏離位置被磁體吸附，無法測量數(shù)據(jù)，也容易將對樣品造成嚴(yán)重劃傷。近年來隨著多鐵材料的發(fā)展，同時具有磁電耦合效應(yīng)與反常光伏效應(yīng)的鐵電光伏材料漸漸成為人們的研究熱點(diǎn)，對于磁電耦合材料，外加磁場是極其重要的研究因素，因此發(fā)明一種磁場調(diào)制光伏效應(yīng)的方法成為多功能材料領(lǐng)域研究的迫切需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種磁場調(diào)制薄膜光伏效應(yīng)的方法，解決如何在光伏效應(yīng)測試過程中引入磁場因素而不對測試系統(tǒng)產(chǎn)生因磁場力帶來消極影響的問題。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種磁場調(diào)制薄膜光伏效應(yīng)的方法，在半導(dǎo)體參數(shù)測量儀中的正、負(fù)極引出線之間接入一可提供變磁場的光伏效應(yīng)測量裝置，將光伏電池的頂電極與底電極與該變磁場光伏效應(yīng)測量裝置頂部的兩條銅引線連接，測試該光伏電池在無磁場條件下的暗電流曲線與亮電流曲線；改變變磁場光伏效應(yīng)測量裝置內(nèi)置的磁體高度，測試該光伏電池在不同磁場條件下的暗電流曲線與亮電流曲線，其中，觀察到電流曲線發(fā)生明顯變化，包括I-V特性曲線的斜率/曲率隨磁場大小增大而發(fā)生明顯增大。

測試方法具體包括以下步驟：

利用高斯計與游標(biāo)卡尺標(biāo)定磁體產(chǎn)生的所調(diào)制磁場在樣品臺處的大小與方向?qū)?yīng)磁體的高度與磁體的方向。

進(jìn)一步地，將半導(dǎo)體參數(shù)測量儀的正負(fù)引出線分別與基于可變磁場及自由電極的半導(dǎo)體特性穩(wěn)定測量系統(tǒng)的兩條引出線連接，利用變磁場的光伏效應(yīng)測量裝置自帶的長導(dǎo)線使磁體遠(yuǎn)離金屬引出線端，以免磁體產(chǎn)生的高磁場吸引引出端，影響樣品測試穩(wěn)定性，但此時不放入磁體，測量零磁場下薄膜的光、暗I-V特性曲線。

進(jìn)一步地，將磁體置入襯盤，使其距離樣品臺的高度最大，依據(jù)所標(biāo)定高度，提升磁體高度，分別測試不同磁場大小下的薄膜I-V特性曲線，其中磁場線性增大至所能提供最大磁場，此時磁體高度達(dá)到最高，與樣品臺距離最小。

進(jìn)一步地，依據(jù)所標(biāo)定高度，降低磁體高度，分別測試不同磁場大小下的薄膜I-V特性曲線，其中磁場線性減小至0，此時磁體高度達(dá)到最低后撤去。

進(jìn)一步地，將磁體翻轉(zhuǎn)180°，使其提供磁場方向相反，再次將磁體置入襯盤，使其距離樣品臺的高度最大，依據(jù)所標(biāo)定高度，提升磁體高度，分別測試不同磁場大小下的薄膜I-V特性曲線，其中磁場線性增大至所能提供最大反向磁場，此時磁體高度達(dá)到最高，與樣品臺距離最小。

進(jìn)一步地，依據(jù)所標(biāo)定高度，降低磁體高度，分別測試不同磁場大小下的薄膜I-V特性曲線，其中磁場再次線性減小至0，此時磁體高度達(dá)到最低后撤去。

進(jìn)一步地，磁場大小在0~Hmax范圍內(nèi)可調(diào)，Hmax是磁體在距離磁體1cm處的磁場強(qiáng)度，Hmax的大小通過替換磁體材料或增減磁體個數(shù)來調(diào)節(jié)，且磁體變位器磁場大小在可調(diào)范圍內(nèi)的設(shè)置磁場強(qiáng)度是連續(xù)的。