一種太陽能光伏電池電氣性能的測試

范德堡電阻率測量方法需要測量8個(gè)電壓。測量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量方法

按照下列公式可以利用上述8個(gè)測量結(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伞＿@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量儀器的低電勢端進(jìn)行正確的接地。電壓測量中還應(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量精度。漏電流來源于線纜、探針和測試夾具，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測量

除了直流I-V和電容測量，脈沖式I-V測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測量操作都可以利用針對(duì)半導(dǎo)體評(píng)測設(shè)計(jì)的自動(dòng)化測試系統(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、電壓和電容測量。該系統(tǒng)可以配置各種源和測量模塊，進(jìn)行連續(xù)式的和脈沖式的I-V與C-V測量，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測量

圖9.硅PV電池脈沖式I-V測量的繪圖表示曲線