晶體硅太陽電池正面電極接觸電阻測量裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種晶體硅太陽電池正面電極接觸電阻測量裝置，包括：樣品臺，用于放置樣品；立柱，位于樣品臺的一側(cè)；探針進給裝置，安裝于立柱上，位于樣品臺的上方；探針安裝板，與探針進給裝置連接，安裝有若干用于檢測樣品接觸電阻的探針，其中，探針進給裝置內(nèi)部設(shè)置有用于控制探針安裝板上下移動的探針壓力控制系統(tǒng)。本實用新型提供的晶體硅太陽電池正面電極接觸電阻測量裝置，具有結(jié)構(gòu)簡單、操作便捷、功能齊全的特點，通過探針壓力控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)與控制，保證了在測量時探針下壓深度的一致性，提高了測量接觸電阻的穩(wěn)定性和準確性，同時，采用開爾文探針連接方法，消除測試引線電阻對被測電阻的影響，有效地減小了測量誤差。
【專利說明】晶體硅太陽電池正面電極接觸電阻測量裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及太陽電池測試【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種晶體硅太陽電池的電極接觸電阻率測量裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]能源和環(huán)境問題是21世紀人類要面臨的首要問題，開發(fā)研究和利用新能源是人類能否持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。近年光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，光伏發(fā)電將取代部分傳統(tǒng)化石能源，在能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)重要比例。目前，制約晶體硅太陽能電池大規(guī)模應(yīng)用的主要障礙仍然是成本和效率問題，提高太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率，降低生產(chǎn)成本是光伏研究的重點和始終追求的目標(biāo)。
[0003]晶體硅電池中的串聯(lián)電阻是影響其光電轉(zhuǎn)換效率的重要因素之一,太陽電池的串聯(lián)電阻由金屬電極的電阻、半導(dǎo)體接觸電阻、發(fā)射區(qū)薄層電阻和基區(qū)電阻等組成，其中金屬電極與硅片的接觸電阻占了串聯(lián)電阻的大部分。
[0004]測量晶體硅太陽電池電極接觸電阻的技術(shù)主要有Core Scan測量裝置和傳輸線(Transmiss1n-Line Modeling, TLM)裝置。Core Scan測試裝置常用于晶體娃太陽電池負電極所在表面的定性掃描，并且探針需要與電池表面SiNx層接觸，在表面移動，造成對樣品電池造成不可修復(fù)的損傷。傳輸線(TLM)裝置，在電池等間距的若干電極之間輸入高穩(wěn)定性電流I，然后依次測量各電極在該電流下的電壓Vn，通過分析Vn與電極編號η之間的變化關(guān)系測算出電極接觸電阻。
[0005]因此，提出高效的測量方法，設(shè)計合理的測量裝置，研究測量的相關(guān)工藝，對精確檢測并定量分析晶硅太陽電池的接觸電阻，減小接觸電阻對電池效率的影響，具有重要的研究意義和應(yīng)用價值。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種晶體硅太陽電池正面電極接觸電阻測量裝置，具有結(jié)構(gòu)簡單、操作便捷、功能齊全的特點，并且直接通過普通生產(chǎn)工藝即可完成晶體硅太陽電池樣品檢測，無需用特殊工藝再次檢測，具有提高測量精度和效率、降低測量成本的有益效果。
[0007]為了達到上述發(fā)明目的，本實用新型采用了如下的技術(shù)方案:
[0008]晶體硅太陽電池正面電極接觸電阻測量裝置，其中，包括:
[0009]樣品臺，用于放置樣品；
[0010]立柱，位于所述樣品臺的一側(cè)；
[0011]探針進給裝置，安裝于所述立柱上，位于所述樣品臺的上方；
[0012]探針安裝板，與所述探針進給裝置連接，安裝有若干用于檢測樣品接觸電阻的探針；
[0013]其中，所述探針進給裝置內(nèi)部設(shè)置有用于控制所述探針安裝板上下移動的探針壓力控制系統(tǒng)。
[0014]進一步地，所述探針壓力控制系統(tǒng)至少設(shè)有活塞、氣缸和連桿，所述連桿用于連接所述探針安裝板。
[0015]更進一步地，所述氣缸、活塞、連桿以及探針安裝板均位于所述樣品臺的上方。
[0016]進一步地，所述樣品臺上設(shè)有若干用于固定樣品的真空吸盤，樣品臺的內(nèi)部設(shè)有用于控制所述真空吸盤的真空系統(tǒng)，樣品臺的側(cè)壁上還設(shè)有連接真空系統(tǒng)的氣管。
[0017]更進一步地，所述真空系統(tǒng)通過所述氣管連接外部真空泵。
[0018]進一步地，所述立柱與所述樣品臺為一體式結(jié)構(gòu)。
[0019]進一步地，所述探針安裝板上設(shè)有若干探針安裝孔。
[0020]進一步地，每個探針連線分別連接有一條激勵線和一條檢測線，每兩個探針用于檢測一樣品，該兩個探針的激勵線與一電壓測試裝置連接，構(gòu)成一測試回路；該兩個探針的檢測線與一電流測試裝置連接，構(gòu)成另一測試回路。
[0021]更進一步地，所述探針進給裝置還設(shè)有沿所述樣品臺平面運動的進給系統(tǒng)。
[0022]本實用新型的有益效果:
[0023](I)測量時保證探針下壓深度的一致性。通過探針壓力控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)氣缸的安裝高度或活塞的行程位移，從而控制探針安裝板的下壓深度，即調(diào)節(jié)探針與樣品之間接觸壓力，將調(diào)整后的探針安裝板鎖緊固定，在測試時保證探針下壓深度的一致性。
[0024](2)減小對被測電阻的影響，減小測量誤差。采用開爾文探針連接方法，消除測試引線電阻對被測電阻的影響，以及探針與測試點之間的接觸電阻對被測電阻的影響，有效地減小了測量誤差。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是本實用新型實施例晶體硅太陽電池正面電極接觸電阻測量裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0026]圖2是本實用新型實施例探針連線的示意圖。

【具體實施方式】
[0027]為了更好地闡述本實用新型的技術(shù)特點和結(jié)構(gòu)，以下結(jié)合本實用新型的優(yōu)選實施例及其附圖進行詳細描述。
[0028]參閱圖1，本實用新型提供的晶體硅太陽電池正面電極接觸電阻測量裝置，包括:樣品臺100、立柱200、探針410、探針安裝板400、探針進給裝置300和探針壓力控制系統(tǒng)310，其中，樣品臺100用于放置樣品500 ;立柱200用于連接樣品臺100和探針進給裝置300，與樣品臺100為一體式結(jié)構(gòu)，位于樣品臺100的一側(cè)；探針進給裝置300安裝于立柱200上，位于樣品臺100的上方；與探針進給裝置300連接的探針安裝板400位于探針進給裝置300和樣品臺100之間，探針安裝板400上設(shè)有若干用于測量樣品500接觸電阻的探針410，以及用于插設(shè)探針410的探針安裝孔420 ;此外，探針進給裝置300內(nèi)部設(shè)置有用于控制探針安裝板400沿z軸上下移動的探針壓力控制系統(tǒng)310，以及控制探針安裝板400沿xy平面移動的進給系統(tǒng)。
[0029]探針壓力控制系統(tǒng)310至少設(shè)有活塞、氣缸和連桿311，其中，活塞、氣缸、連桿311均為位于樣品臺100的上方，連桿311為探針進給裝置300與探針安裝板400之間的連接件，探針安裝板400固定安裝在連桿311的一端。在探針壓力控制系統(tǒng)310中，連桿311連接活塞，活塞和連桿311可沿氣缸內(nèi)壁運動。通過探針壓力控制系統(tǒng)310的控制，調(diào)整氣缸的安裝高度或活塞運動的行程位移，從而驅(qū)動連桿311以及探針安裝板400沿垂直于樣品臺100的z軸向移動，精確調(diào)整探針安裝板400上探針410的下壓深度。當(dāng)確定探針410下壓深度時，探針壓力控制系統(tǒng)310將探針安裝板400固定鎖緊，穩(wěn)固探針410，保證在測量時探針410與樣品500之間接觸電阻的一致性。
[0030]樣品臺100上設(shè)有若干真空吸盤110,用于固定樣品；樣品臺100的內(nèi)部設(shè)有用于控制真空吸盤110的真空系統(tǒng)，樣品臺100的側(cè)壁上還設(shè)有連接真空系統(tǒng)的氣管120，真空系統(tǒng)通過氣管120連接外部真空泵，根據(jù)需要適當(dāng)調(diào)節(jié)真空系統(tǒng)110或外設(shè)的真空泵的排氣量，使樣品臺100內(nèi)部保持在使用范圍內(nèi)的真空度。
[0031]探針安裝板400上的若干探針410設(shè)有若干探針連線，如圖2所示，每個探針連線分別設(shè)有一條激勵線411和一條檢測線412，每兩個探針410用于檢測一樣品500，該兩個探針410的激勵線411 (包括高點位激勵線和低電位激勵線)與一電壓測試裝置440連接，構(gòu)成一測試回路；該兩個探針410的檢測線412 (高電位檢測線和低電位檢測線)與一電流測試裝置430連接，構(gòu)成另一測試回路，其中，檢測線412連接高輸入阻抗的測量回路，使流經(jīng)檢測線412的電流很小，近似為零。由于流經(jīng)測量回路的電流為零，在檢測線412上的壓降也為零，使得激勵電流在激勵線411上的壓降不影響激勵電流在被測樣品500上的壓降，電壓測試裝置440能夠準確測量出被測樣品500兩端的電壓值，從而計算出被測樣品500的阻值，有效地減小了測量誤差。
[0032]綜上所述，本實用新型提供的晶體硅太陽電池正面電極接觸電阻測量裝置，具有結(jié)構(gòu)簡單、操作便捷、功能齊全的特點，通過探針壓力控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)與控制，保證了在測量時探針下壓深度的一致性，提高了測量接觸電阻的穩(wěn)定性和準確性，同時，采用開爾文探針連接方法，消除測試引線電阻對被測電阻的影響，有效地減小了測量誤差。
[0033]本實用新型的上述實施例僅僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而并非是對本實用新型的實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其他不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.晶體硅太陽電池正面電極接觸電阻測量裝置，其特征在于，包括: 樣品臺(100)，用于放置樣品(500)； 立柱(200)，位于所述樣品臺(100)的一側(cè)； 探針進給裝置(300)，安裝于所述立柱(200)上，位于所述樣品臺(100)的上方； 探針安裝板(400)，與所述探針進給裝置(300)連接，安裝有若干用于檢測樣品(500)接觸電阻的探針(410)； 其中，所述探針進給裝置(300)內(nèi)部設(shè)置有用于控制所述探針安裝板(400)上下移動的探針壓力控制系統(tǒng)(310)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體硅太陽電池正面電極接觸電阻測量裝置，其特征在于，所述探針壓力控制系統(tǒng)(310)至少設(shè)有活塞、氣缸和連桿(311)，所述連桿(311)用于連接所述探針安裝板(400)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的晶體硅太陽電池正面電極接觸電阻測量裝置，其特征在于，所述氣缸、活塞、連桿(311)以及探針安裝板(400)均位于所述樣品臺(100)的上方。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體硅太陽電池正面電極接觸電阻測量裝置，其特征在于，所述樣品臺(100)上設(shè)有若干用于固定樣品的真空吸盤(110)，樣品臺的內(nèi)部設(shè)有用于控制所述真空吸盤(110)的真空系統(tǒng)，樣品臺的側(cè)壁上還設(shè)有連接真空系統(tǒng)的氣管(120)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的晶體硅太陽電池正面電極接觸電阻測量裝置，其特征在于，所述真空系統(tǒng)通過所述氣管(120)連接外部真空泵。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體硅太陽電池正面電極接觸電阻測量裝置，其特征在于，所述立柱(200)與所述樣品臺(100)為一體式結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體硅太陽電池正面電極接觸電阻測量裝置，其特征在于，所述探針安裝板(400)上設(shè)有若干探針安裝孔(420)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體硅太陽電池正面電極接觸電阻測量裝置，其特征在于，每個探針(410)連線分別連接有一條激勵線(411)和一條檢測線(412)，每兩個探針(410)用于檢測一樣品(500)，該兩個探針(410)的激勵線(411)與一電壓測試裝置(440)連接，構(gòu)成一測試回路；該兩個探針(410)的檢測線(412)與一電流測試裝置(430)連接，構(gòu)成另一測試回路。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一所述的晶體硅太陽電池正面電極接觸電阻測量裝置，其特征在于，所述探針進給裝置(300)還設(shè)有沿所述樣品臺(100)平面運動的進給系統(tǒng)。
【文檔編號】G01R27/02GK204086398SQ201420576267
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】王雪松, 李嘉亮, 楊振英, 崇鋒, 呂欣 申請人:黃河水電光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)有限公司