一種太陽能光伏電池電氣性能的測(cè)試
范德堡電阻率測(cè)量方法需要測(cè)量8個(gè)電壓。測(cè)量V1到V8是圍繞材料樣本的四周進(jìn)行的,如圖7所示。
圖7.范德堡電阻率常用測(cè)量方法
按照下列公式可以利用上述8個(gè)測(cè)量結(jié)果計(jì)算出兩個(gè)電阻率的值:
ρA=(π/ln2)(fAts)[(V1–V2+V3–V4)/4I]
ρB=(π/ln2)(fBts)[(V5–V6+V7–V8)/4I]
其中,ρA和ρB分別是兩個(gè)體積電阻率的值,ts=樣本厚度,單位是cm,V1–V8是測(cè)得的電壓,單位是V,I=流過光伏材料樣品的電流,單位是A,fA和fB是基于樣本對(duì)稱性的幾何系數(shù),它們與兩個(gè)電阻比值QA和QB相關(guān),如下所示:
QA=(V1–V2)/(V3–V4)
QB=(V5–V6)/(V7–V8)
當(dāng)已知ρA和ρB的值時(shí),可以根據(jù)下列公式計(jì)算出平均電阻率(ρAVG):
ρAVG=(ρA+ρB)/2
高電阻率測(cè)量中的誤差可能來源于多個(gè)方面,包括靜電干擾、漏電流、溫度和載流子注入。當(dāng)把某個(gè)帶電的物理拿到樣本附近時(shí)就會(huì)產(chǎn)生靜電干擾。要想最大限度減少這些影響,應(yīng)該對(duì)樣本進(jìn)行適當(dāng)?shù)钠帘我员苊馔獠侩姾?。這種屏蔽可以采用導(dǎo)電材料制作,應(yīng)該通過將屏蔽層連接到測(cè)量儀器的低電勢(shì)端進(jìn)行正確的接地。電壓測(cè)量中還應(yīng)該使用低噪聲屏蔽線纜。漏電流會(huì)影響高電阻樣本的測(cè)量精度。漏電流來源于線纜、探針和測(cè)試夾具,通過使用高質(zhì)量絕緣體,最大限度降低濕度,啟用防護(hù)式測(cè)量,包括使用三軸線纜等方式可以盡量減少漏電流。
脈沖式I-V測(cè)量
除了直流I-V和電容測(cè)量,脈沖式I-V測(cè)量也可用于得出太陽能電池的某些參數(shù)。特別是,脈沖式I-V測(cè)量在判斷轉(zhuǎn)換效率、最短載流子壽命和電池電容的影響時(shí)一直非常有用。
本文詳細(xì)介紹的這些PV測(cè)量操作都可以利用針對(duì)半導(dǎo)體評(píng)測(cè)設(shè)計(jì)的自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)快速而簡便地實(shí)現(xiàn),例如來自吉時(shí)利儀器公司的4200-SCS半導(dǎo)體特征分析系統(tǒng)4。該系統(tǒng)能夠采用四針探測(cè)方式提供并吸收電流,并支持軟件控制的電流、電壓和電容測(cè)量。該系統(tǒng)可以配置各種源和測(cè)量模塊,進(jìn)行連續(xù)式的和脈沖式的I-V與C-V測(cè)量,得到一些重要的PV電池參數(shù)。例如,該系統(tǒng)可以利用4225-PMU模塊連接到PV電池上進(jìn)行脈沖式I-V掃描(如圖8所示)5。除了提供脈沖電壓源,該P(yáng)MU還能夠吸收電流,從而測(cè)出太陽能電池的輸出電流,如圖9所示。4200-SCS系統(tǒng)支持各種硬件模塊和軟件測(cè)量函數(shù)庫。
太陽能電池/SMA同軸線連接公共端
圖8.4225-PMU模塊可用于PV電池的脈沖式I-V測(cè)量
圖9.硅PV電池脈沖式I-V測(cè)量的繪圖表示曲線
評(píng)論