專利名稱：一種測量晶體硅太陽能電池表面接觸電阻率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及晶體硅太陽能電池性能測試技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種測量晶體硅太陽 能電池表面接觸電阻率的方法。
背景技術(shù)：
太陽能電池的電極優(yōu)化是提高電池性能、降低生產(chǎn)成本的一個(gè)重要途徑，而評判 電極性能優(yōu)劣一個(gè)重要指標(biāo)是太陽能電池的接觸電阻率，接觸電阻率的大小不僅與接觸的 圖形有關(guān)，還與擴(kuò)散工藝及接觸形成工藝有關(guān)，不同柵線圖形的歐姆接觸好壞可以通過接 觸電阻率的大小來反映，因此，通過對接觸電阻率的研究計(jì)算可以反映擴(kuò)散、電極制作和燒 結(jié)等工藝中存在的問題，而電極圖形的優(yōu)化設(shè)計(jì)也需要先確定特定工藝條件下的接觸電阻 率。目前，最常用的晶體硅太陽能電池表面接觸電阻率測量方法是傳輸線法(TLM)和 Core Scan法，相對于Core Scan法，傳輸線法使用較多，該方法的測試過程是首先在電池 表面制作不同間距的柵線，測量恒流下相鄰柵線的電壓，通過其它參數(shù)的測量和計(jì)算，根據(jù) 公式推導(dǎo)得出電池表面接觸電阻率，但是，這種測量方法的缺陷在于晶體硅太陽能電池一 般采用絲網(wǎng)印刷方法制作，由于要在電池表面制作不等間距的柵線，就不能采用現(xiàn)有統(tǒng)一 型號的網(wǎng)板，即具有等間距柵線的網(wǎng)板，因此，采用該測量方法時(shí)需要單獨(dú)制作網(wǎng)板，這樣， 不僅增加了電池制作工藝的復(fù)雜性，而且由于網(wǎng)板制作費(fèi)用較高，使得總體測量成本升高。而使用Core Scan法需要采用專門的測試儀器，在測試時(shí)，測試儀器的探針需要穿 透太陽能電池表面的SiNx，與電池內(nèi)部的Si接觸才能實(shí)現(xiàn)測量，因此，在測量過程中電池 受到探針的插入必然會形成一定的損傷，另外，該測試方法得到的接觸電阻率也不夠準(zhǔn)確， 往往只能作相對比較之用，而不能作為電池表面接觸電阻率的真實(shí)值；而且，測試儀器較為 昂貴，其售價(jià)一般是200 300萬人民幣，再加上測試儀器的探針容易損壞，更換費(fèi)用較高， 使得電池測試成本較高。另外，還有其它一些較少用的測量方法，如圓形傳輸線法，該種方法也同樣存在著 電池測試樣品具有制作工藝復(fù)雜的缺點(diǎn)；除此之外，還有兩點(diǎn)法、三點(diǎn)接觸法及四點(diǎn)接觸法 等，這些方法所得到測量結(jié)果均不夠準(zhǔn)確。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種簡單易行、成本低、測量結(jié)果準(zhǔn)確的測量晶體硅太陽 能電池表面接觸電阻率的方法，將采用普通工藝完成的電池作為測試樣品，降低了電池樣 品制作的工藝難度，同時(shí)也降低了測量成本。本發(fā)明的目的通過以下的技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)一種測量晶體硅太陽能電池表面接觸 電阻率的方法，其特征在于具體包括以下步驟(1)采用普通工藝制作完成晶體硅太 陽能電池，在該制作工藝中使用統(tǒng)一型號網(wǎng) 板以在電池表面形成等間隔柵線；
(2)將步驟(1)得到的電池沿主柵方向從中取出一長條狀結(jié)構(gòu)作為電池測試樣 品，電池上取出該測試樣品的部位為中空，所述電池測試樣品表面具有數(shù)條柵線；(3)各柵線依次等間隔并列排布形成測試區(qū)域，由電池標(biāo)準(zhǔn)電流電壓測試得到的 特性參數(shù)計(jì)算單條柵線的工作電流I。，采用電流源表設(shè)定恒定輸出電流I。，再依次測量首 條柵線與其余柵線在恒定輸出電流I。下的電壓\ ；(4)將步驟(3)得到的各柵線電壓Vn依次根據(jù)各柵線序數(shù)n變化繪制成曲線乂 = A+Bn ；(5)根據(jù)曲線擬合直線截距A，計(jì)算得到所述測試區(qū)域的柵線接觸電阻re ；(6)測量末端接觸電阻Re，分別列出關(guān)于柵線接觸電阻re和末端接觸電阻Re的方 程式，計(jì)算得出遷移長度LT和柵線下擴(kuò)散層薄層電阻R’ s ；(7)根據(jù)步驟(6)得到的計(jì)算結(jié)果，最后計(jì)算得出晶體硅太陽能電池表面接觸電
阻率P Co本發(fā)明是將普通工藝制作完成的電池片沿主柵方向從中取出一長條狀結(jié)構(gòu)作為 電池測試樣品，再測量電池測試樣品上首條柵線與其余柵線在恒定輸出電流下的電壓，以 實(shí)現(xiàn)不等間隔柵線之間電壓的測量，使得本發(fā)明在制作電池的過程中可以使用現(xiàn)有統(tǒng)一型 號的網(wǎng)板，而無需另外制作網(wǎng)板，降低了電池樣品制作的工藝難度，同時(shí)也降低了測量成 本；本發(fā)明用線性外推方法得到被測區(qū)域的柵線接觸電阻，簡單直觀，另外，還對末端接觸 電阻進(jìn)行了測量，通過現(xiàn)有公式的推導(dǎo)得到接觸電阻率，使得接觸電阻率的測量結(jié)果十分 準(zhǔn)確；而且，由于本發(fā)明的測量方法所需設(shè)備比較便宜，降低了測量成本；本發(fā)明測量方法 的操作簡單易行，在測量過程中還考慮了電流傳輸有效遷移長度，對提高接觸電阻率的測 量準(zhǔn)確性起到了積極的作用。作為本發(fā)明的一種實(shí)施方式，在步驟(1)中，所述普通工藝的制作步驟是①使用 P型單晶硅片，清洗并去除損傷層后，放入NaOH溶液中制作表面絨面陷光結(jié)構(gòu)；②在擴(kuò)散爐 中通入P0CL3擴(kuò)散制作p-n結(jié)，得到擴(kuò)散層方塊電阻；③去除磷硅玻璃，等離子體刻蝕邊緣 的P-n結(jié)；④等離子體化學(xué)氣相沉積法制作減反射SiNx膜；⑤采用絲網(wǎng)印刷方法形成金屬 接觸；⑥背面采用Ag/Al漿印制背電極，印A1漿形成背電場；⑦采用漿料制作前電極；⑧在 最高溫區(qū)溫度中進(jìn)行燒結(jié)，得到晶體硅太陽能電池。本發(fā)明在所述步驟(6)中，忽略金屬電阻，假定柵線長度遠(yuǎn)大于柵線寬度，得出re =(Lt/w)R' s coth(d/LT)，其中，w是柵線長度，d是柵線寬度；測量末端接觸電阻Re，即 在兩個(gè)相鄰柵線上加恒定電流IE，測量次相鄰與相鄰柵線間的電壓，得到RE，根據(jù)計(jì)算式
r、L\
re’得到遷移長度Lt和柵線下擴(kuò)散層薄層電阻R’ S。在步驟(6)中，遷移長度義為沿柵線寬度方向電壓衰減為柵線邊緣電壓的1/ e處對應(yīng)長度，得出計(jì)算式、—Pc/R，s，根據(jù)所述步驟(6)得出的遷移長度！^和柵線下擴(kuò) 散層薄層電阻R’ s，得到晶體硅太陽能電池表面接觸電阻率Pe。作為本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式，在所述步驟(2)中，所述電池測試樣品寬度為小 于或者等于5mm，所述電池測試樣品表面具有8 12條柵線。本發(fā)明在測量末端接觸電阻RE時(shí)，至少在3組以上兩個(gè)相鄰柵線上加恒定電流IE， 測量每組柵線中次相鄰與相鄰柵線間的電壓。
5
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下顯著的效果(1)本發(fā)明晶體硅太陽能電池在制作時(shí)，采用普通制作工藝，使用的網(wǎng)板是統(tǒng)一型 號的網(wǎng)板，而無需單獨(dú)制作，因此可降低工藝難度，同時(shí)降低測量成本。(2)本發(fā)明測量方法所需設(shè)備比較便宜，而且測量方法簡單，便于實(shí)施。(3)本發(fā)明在測量過程中考慮了電流傳輸有效遷移長度，還對末端接觸電阻進(jìn)行 了測量，提高了表面接觸電阻率測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。(4)本發(fā)明所采用的統(tǒng)一型號網(wǎng)板只能在電池表面形成等間隔柵線，在測量各柵 線在工作電流下的電壓時(shí)，本發(fā)明采用的測量方法是依次測量首條柵線與其余柵線之間的 電壓，可同樣實(shí)現(xiàn)不等間隔柵線之間電壓測量的效果。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。圖1是將各柵線等間隔并列排布的示意圖；圖2是測量各柵線在工作電流下的電壓的原理示意圖；圖3是參數(shù)標(biāo)示示意圖；圖4是柵線下電流聚集示意圖；圖5是末端接觸電阻測量示意圖；圖6是實(shí)施例lVn_n曲線圖；圖7是實(shí)施例2Vn_n曲線圖；圖8是實(shí)施例3Vn_n曲線圖；圖9是實(shí)施例4Vn_n曲線圖；圖10是實(shí)施例5Vn_n曲線圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1如圖1 5所示，本發(fā)明一種測量晶體硅太陽能電池表面接觸電阻率的方法，其 中，圖1 5是本發(fā)明實(shí)施例的原理說明圖，該方法具體包括以下步驟(1)采用普通工藝制作完成晶體硅太陽能電池1，在該制作工藝中使用統(tǒng)一型號 網(wǎng)板以在電池表面形成等間隔柵線2，圖1為示意圖，示意性表示柵線2位于硅基底3上；制作1#測試電池使用P型12. 5cmX 12. 5cm單晶硅片，電阻率1. 1 1. 2 Q cm2, 清洗并去除損傷層后，放入NaOH溶液中制作表面絨面陷光結(jié)構(gòu)；在擴(kuò)散爐中通入P0CL3擴(kuò) 散制作P_n結(jié)，得到擴(kuò)散層方塊電阻45 Q / □左右，去除磷硅玻璃，等離子體刻蝕邊緣的p-n 結(jié)；等離子體化學(xué)氣相沉積法(簡稱PECVD)制作減反射SiNx膜，膜厚約70nm，用絲網(wǎng)印刷 方法形成金屬接觸；背面用Ag/Al漿印制背電極，印A1漿形成背電場；采用漿料Du Pont PV159制作前電極，在制作過程中所用的網(wǎng)板為現(xiàn)有統(tǒng)一型號網(wǎng)板，是325目，線徑23 u m, 膜厚30 u m,設(shè)計(jì)細(xì)柵寬度90 u m,柵線間距L = 2. 32mm,在最高溫區(qū)溫度875°C進(jìn)行燒結(jié)， 得到1#測試電池。(2)如圖1所示，將步驟(1)得到的1#電池沿主柵方向從中取出一長21mm、寬w =2mm的長條狀結(jié)構(gòu)21作為1#電池測試樣品，1#電池上取出該測試樣品的部位為中空，電池測試樣品表面具有9條柵線2 ；(3)各柵線2依次等間隔并列排布形成測試區(qū)域，對1#電池測試樣品進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn) IV(電流電壓)測試，從1#電池測試樣品的IV(電流電壓)數(shù)據(jù)中讀出特性參數(shù)，即電池 的最大功率點(diǎn)電流IMP = 5. 2A，由此得到電池工作電流密度J p = Imp/Ac = 5. 2A/148. 6cm2 =35mA/cm2(其中，Ac為125X 125單晶硅片面積)，計(jì)算流過單條柵線的工作電流I。= JmpXLXw = 35mA/cm2X2. 32mmX2mm = 1. 625mA。用金相顯微鏡測量柵線寬度，測試結(jié)果如下單位P m (表 1)求得柵線平均寬度d = 92. 47 y m = 0. 09247mm。以上柵線寬度的具體測量過程并 不是依次測量各柵線寬度，由于在電池制作過程中，網(wǎng)板柵線寬度為一定值，當(dāng)柵線印刷在 電池上時(shí)，柵線寬度不會發(fā)生很大變化，因此在測量柵線寬度時(shí)，選擇其中幾條柵線測量即 可，均能保證柵線寬度的平均值在誤差范圍內(nèi)；在本實(shí)施例中，柵線寬度的測量值有9個(gè)， 在測量時(shí)，采用對某一柵線寬度測量多次、某些柵線寬度只測量一次、有的柵線寬度不進(jìn)行 測量的方式進(jìn)行，也可保證柵線寬度的平均值在誤差范圍內(nèi)，所以柵線寬度的測量方法可 靈活使用。采用KEITHLEY 2400電流源表設(shè)定恒定輸出電流I。= 1. 625mA。如圖2所示，依 次測量首條柵線與其余柵線在恒定輸出電流I。下的電壓\，則有 如圖2、3所示，n為柵線序號，L是兩相鄰柵線之間的距離，w是柵線長度，rc為測 試區(qū)域的柵線接觸電阻，Rs為擴(kuò)散層方塊電阻，LRs/w是兩相鄰柵線之間的電阻。Vn測量結(jié)果如下 (表 2)(4)如圖6所示，將步驟(3)得到的各柵線電壓Vn依次根據(jù)各柵線序數(shù)n變化繪 制成曲線1 = A+Bn;(5)得到擬合直線截距A = 11. 214mV,擬合直線斜率B = 86. 286mV ；理論上接觸電阻乘以接觸面積就可以得到接觸電阻率，但實(shí)際上柵線材料與襯底 接觸的界面很復(fù)雜，接觸面積很難確定；另外，不是所有相接界面都對電流流通產(chǎn)生作用。 發(fā)射極電阻和接觸電阻的存在使得接觸部分電壓呈指數(shù)衰減(V(X) = V0 eXp(-X/LT))。如圖4所示，電流可能只通過部分接觸界面進(jìn)行傳導(dǎo)。對于絲網(wǎng)印刷電極而言，接觸界面非常 復(fù)雜，接觸面極不規(guī)則，遷移長度！^定義為沿柵線寬度方向電壓衰減為柵線邊緣電壓的1/ e處對應(yīng)長度，得出計(jì)算式
(2)其中，R’ s是柵線下擴(kuò)散層薄層電阻，口。是接觸電阻率。忽略金屬電阻，假定柵線長度遠(yuǎn)大于柵線寬度，得出 其中，w是柵線長度，d是柵線寬度；為了得到接觸電阻率Pe，需要測量末端接觸 電阻Re，即在兩個(gè)相鄰柵線上加恒定電流IE，電流IE與步驟⑶中工作電流I。的數(shù)值相同， 測量次相鄰與相鄰柵線間的電壓，得出 如圖5所示，測量末端接觸電阻RE，在相鄰柵線上加恒定電流IE = I = 1. 625mA, 測量中間5條柵線次相鄰與相鄰柵線間的電壓。
解方程①②得出得出遷移長度！^ = 0.272mm，柵線下擴(kuò)散層薄層電阻R’ s = 8. 288 Q。由(2)式計(jì)算得出晶體硅太陽能電池表面接觸電阻率 pc = L2rRs = 0.615Q-mm2 = 6.15mQ-cm2。實(shí)施例2本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于(1)制作2#測試電池過程中使采用漿料Du Pont PV149制作前電極，所用的網(wǎng)板是325目，線徑23iim，膜厚20iim，設(shè)計(jì)細(xì)柵寬度100 y m，柵線間距L = 2. 4mm，在最高溫 區(qū)溫度890°C進(jìn)行燒結(jié)；(2)將步驟⑴得到的2#電池沿主柵方向從中取出一長21mm、寬w = 2mm的長條 狀結(jié)構(gòu)作為2#電池測試樣品，電池測試樣品表面具有8條柵線；(3)對2#電池測試樣品進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)IV(電流電壓)測試，從2#電池測試樣品的 IV(電流電壓)數(shù)據(jù)中讀出特性參數(shù)，電池的最大功率點(diǎn)電流IMP = 5. 2A，由此得到電池工 作電流密度 J P = I P/AC = 5. 2A/148. 6cm2 = 35mA/cm2(Ac 為 125X 125 單晶硅片面積)，計(jì) 算流過單條柵線的工作電流I。= JmpXLXw = 35mA/cm2X2. 4匪X2匪=1. 68mA。用金相顯微鏡測量柵線寬度，測試結(jié)果如下單位P m (表 4)求得柵線平均寬度d = 96. 162 u m = 0. 096162mm。采用KEITHLEY 2400電流源表設(shè)定恒定輸出電流I。= 1. 68mA,依次測量各柵線在 該電流下的電壓Vn，測量結(jié)果如下 (表 5)(4)如圖7所示，將步驟(3)得到的各柵線電壓Vn依次根據(jù)各柵線序數(shù)n變化繪 制成曲線1 = A+Bn;(5)得到擬合直線截距A = 9. 169lmV，擬合直線斜率B = 93. 875mV ；測量末端接觸電阻RE，在相鄰柵線上加恒定電流IE = I = 1. 68mA，測量中間5條 柵線次相鄰與相鄰柵線間的電壓，結(jié)果如下 (表 6)求得\平均值為2. 5776mV。
a 9 1691由(1)式得到:2Irc=A= 9.169\mV^rc = —== 2.729Q
21 2x1.68由(4)式得到:Re = VE/IE = 2. 5776/1. 68 = 1. 533 Q由(3)式(Lt/w)R' s coth (d/LT) = rc = 2. 729— (Lt/2)R' s coth (0. 096162/LT) = 2. 729 (3)
由(5)式. 解方程③④得出得出遷移長度！^ = 0.082mm，柵線下擴(kuò)散層薄層電阻R’ s = 55. 357 Q。由(2)式計(jì)算得出晶體硅太陽能電池表面接觸電阻率 pc ~ L2tRs = 0.295Q ■ mm2 = 2.95mQ ■ cm2。實(shí)施例3本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于(1)制作3#測試電池過程中在擴(kuò)散爐中通POCLjf散制作p-n結(jié)，得到擴(kuò)散層方 塊電阻70 □左右；(2)將步驟⑴得到的3#電池沿主柵方向從中取出一長24mm、寬w = 5mm的長條 狀結(jié)構(gòu)作為3#電池測試樣品，電池測試樣品表面具有11條柵線；(3)對3#電池測試樣品進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)IV(電流電壓)測試，從3#電池測試樣品的 IV(電流電壓)數(shù)據(jù)中讀出電池的最大功率點(diǎn)電流Imp = 4. 93A，由此得到電池工作電流密 度 JiP = Imp/Ac = 4. 93A/148. 6cm2 = 33. 2mA/cm2 (Ac 為 125X 125 單晶硅片面積)，計(jì)算流過 單條柵線的工作電流 I。= JmpXLXw = 33. 2mA/cm2X2. 32mmX5mm = 3. 685mA。用金相顯微鏡測量柵線寬度，測試結(jié)果如下單位P m (表 7)求得柵線平均寬度d = 99. 979 u m = 0. 099979mm。采用KEITHLEY 2400電流源表設(shè)定恒定輸出電流I。= 3. 685mA,依次測量各柵線
在該電流下的電壓Vn，測量結(jié)果如下 (表 8)(4)如圖8所示，將步驟(3)得到的各柵線電壓Vn依次根據(jù)各柵線序數(shù)n變化繪 制成曲線1 = A+Bn;(5)得到擬合直線截距A = 22. 08mV，擬合直線斜率B = 121. 41mV ；
測量末端接觸電阻RE，在相鄰柵線上加恒定電流IE = I = 3. 69mA，測量中間8條
柵線次相鄰與相鄰柵線間的電壓，結(jié)果如下 (表9)求得VE平均值為2. 69mV。由(1)式得到 由(4)式得到: 解方程⑤⑥得出得出遷移長度！^ = 0.05mm，柵線下擴(kuò)散層薄層電阻R’ s = 303. 98 Q o由(2)式計(jì)算得出晶體硅太陽能電池表面接觸電阻率 pc = L2tRs = 0.694Q. mm2 = 6.94mQ. cm2。實(shí)施例4本實(shí)施例與實(shí)施例3的不同之處在于(2)將步驟⑴得到的4#電池沿主柵方向從中取出一長24mm、寬w = 5mm的長條 狀結(jié)構(gòu)作為4#電池測試樣品，電池測試樣品表面具有11條柵線；(3)對4#電池測試樣品進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)IV(電流電壓)測試，從4#電池測試樣品的 IV(電流電壓)數(shù)據(jù)中讀出電池的最大功率點(diǎn)電流Imp = 4. 93A，由此得到電池工作電流密 度 JiP = Imp/Ac = 4. 93A/148. 6cm2 = 33. 2mA/cm2 (Ac 為 125X 125 單晶硅片面積)，計(jì)算流過 每條柵線的工作電流 I。= JmpXLXw = 33. 2mA/cm2X2. 32mmX5mm = 3. 685mA。用金相顯微鏡測量柵線寬度。測試結(jié)果如下單位ym (表 10)求得柵線平均寬度d = 101. 39um = 0. 10139mm。與以上實(shí)施例不同的是，本實(shí)施例中，電池在最高溫區(qū)進(jìn)行燒結(jié)后，還對電池電極 進(jìn)行電鍍處理，由于SiNx的存在，金屬與硅基底的接觸寬度仍然為d。采用KEITHLEY 2400電流源表設(shè)定恒定輸出電流I。= 3. 685mA,依次測量各柵線在該電流下的電壓Vn，測量結(jié)果如下
(表11)(4)如圖9所示，將步驟(3)得到的各柵線電壓Vn依次根據(jù)各柵線序數(shù)n變化繪制成曲線1 = A+Bn;(5)得到擬合直線截距A = 12. 71mV，擬合直線斜率B = 121. 89mV ；測量末端接觸電阻RE，在相鄰柵線上加恒定電流IE = I = 3. 69mA，測量中間8條 柵線次相鄰與相鄰柵線間的電壓，結(jié)果如下 (表12)求得\平均值為0. 773mV。由(1)式得到2Irc=A=12.7mV—rc=A/2I=12.71/2*3.685=1.725
由(4)式得到:Re = VE/IE = 0. 773/3. 69 = 0. 209 Q由(3)式(Lt/w)R' scoth (d/LT) = rc = 1. 725— (Lt/2)R' s coth(0. 10080/Lt) = 1.725⑦ 由(5). 解方程⑦⑧得出得出遷移長度！^ = 0.04mm，柵線下擴(kuò)散層薄層電阻R’ s = 239. 20 Q o由(2)式計(jì)算得出晶體硅太陽能電池表面接觸電阻率 實(shí)施例5本實(shí)施例與實(shí)施例4的不同之處在于(3)用金相顯微鏡測量柵線寬度，測試結(jié)果如下單位P m (表13)求得柵線平均寬度為d = 100. 98um = 0. 10098mm。電池在最高溫區(qū)進(jìn)行燒結(jié)后，還對電池電極進(jìn)行電鍍處理，由于SiNx的存在，金 屬與硅基底的接觸寬度仍然為d。采用KEITHLEY 2400電流源表設(shè)定恒定輸出電流I。= 3. 685mA,依次測量各柵線
在該電流下的電壓Vn，測量結(jié)果如下 (表14)(4)如圖10所示，將步驟(3)得到的各柵線電壓Vn依次根據(jù)各柵線序數(shù)n變化繪 制成曲線乂 = A+Bn，；(5)得到擬合直線截距A = 16. 513mV，擬合直線斜率B = 119. 27mV ；測量末端接觸電阻RE，在相鄰柵線上加恒定電流IE = I = 3. 69mA，測量中間5條 柵線次相鄰與相鄰柵線間的電壓，結(jié)果如下 (表15)求得VE平均值為1. 31mV。 由(1)式得到 由(4)式得到:Re = VE/IE = 1. 31/3. 69 = 0. 356 Q由(3)式(Lt/w)r' s coth (d/LT) = rc = 2. 241— (Lt/2)R' scoth (0. 10080/LT) = 2. 241 ⑨由(5)式 解方程⑨⑩得出得出遷移長度Lr = 0.04mm，柵線下擴(kuò)散層薄層電阻R’ s = 239. 20 Q o由(2)式計(jì)算得出晶體硅太陽能電池表面接觸電阻率 pc = L2TR'S＝0.442C2. mm2 = 4.42mQ cm2。本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此，根據(jù)本發(fā)明的上述內(nèi)容，按照本領(lǐng)域的普通技術(shù)知 識和慣用手段，在不脫離本發(fā)明上述基本技術(shù)思想前提下，本發(fā)明在進(jìn)行末端接觸電阻的 測量時(shí)，可任意選擇3組以上相鄰柵線測量即可，如在實(shí)施例1中，可只選擇3組相鄰柵線 進(jìn)行測量，首先，選擇序號為0和1相鄰柵線，為第1組，測量時(shí)在該兩個(gè)柵線上加恒定電 流，測量序號為1和2柵線之間的電壓，得出一個(gè)電壓值；再選擇序號為3和4相鄰柵線，加 恒定電流后，測量序號為4和5柵線之間的電壓；最后選擇序號為6和7相鄰柵線，加恒定 電流后，測量序號為7和8柵線之間的電壓。因此本發(fā)明還可以做出其它多種形式的修改、 替換或變更，均落在本發(fā)明權(quán)利保護(hù)范圍之內(nèi)。
1權(quán)利要求
一種測量晶體硅太陽能電池表面接觸電阻率的方法，其特征在于具體包括以下步驟(1)采用普通工藝制作完成晶體硅太陽能電池，在該制作工藝中使用統(tǒng)一型號網(wǎng)板以在電池表面形成等間隔柵線；(2)將步驟(1)得到的電池沿主柵方向從中取出一長條狀結(jié)構(gòu)作為電池測試樣品，電池上取出該測試樣品的部位為中空，所述電池測試樣品表面具有數(shù)條柵線；(3)各柵線依次等間隔并列排布形成測試區(qū)域，由電池標(biāo)準(zhǔn)電流電壓測試得到的特性參數(shù)計(jì)算單條柵線的工作電流I。，采用電流源表設(shè)定恒定輸出電流I。，再依次測量首條柵線與其余柵線在恒定輸出電流I。下的電壓Vn；(4)將步驟(3)得到的各柵線電壓Vn依次根據(jù)各柵線序數(shù)n變化繪制成曲線Vn＝A+Bn；(5)根據(jù)曲線擬合直線截距A，計(jì)算得到所述測試區(qū)域的柵線接觸電阻rC；(6)測量末端接觸電阻RE，分別列出關(guān)于柵線接觸電阻rC和末端接觸電阻RE的方程式，計(jì)算得出遷移長度LT和柵線下擴(kuò)散層薄層電阻R’S；(7)根據(jù)步驟(6)得到的計(jì)算結(jié)果，最后計(jì)算得出晶體硅太陽能電池表面接觸電阻率ρC。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量晶體硅太陽能電池表面接觸電阻率的方法，其特征在 于在步驟(1)中，所述普通工藝的制作步驟是①使用P型單晶硅片，清洗并去除損傷層 后，放入NaOH溶液中制作表面絨面陷光結(jié)構(gòu)；②在擴(kuò)散爐中通入P0CL3#散制作p-n結(jié)，得 到擴(kuò)散層方塊電阻；③去除磷硅玻璃，等離子體刻蝕邊緣的p-n結(jié)；④等離子體化學(xué)氣相沉 積法制作減反射SiNx膜；⑤采用絲網(wǎng)印刷方法形成金屬接觸；⑥背面采用Ag/Al漿印制背 電極，印A1漿形成背電場；⑦采用漿料制作前電極；⑧在最高溫區(qū)溫度中進(jìn)行燒結(jié)，得到晶 體硅太陽能電池。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量晶體硅太陽能電池表面接觸電阻率的方法，其特征在 于在所述步驟(6)中，忽略金屬電阻，假定柵線長度遠(yuǎn)大于柵線寬度，得出計(jì)算式re = (Lt/w)R' s coth(d/LT)，其中，w是柵線長度，d是柵線寬度；測量末端接觸電阻Re，即在 兩個(gè)相鄰柵線上加恒定電流IE，測量次相鄰與相鄰柵線間的電壓，得到RE，根據(jù)計(jì)算式 得到遷移長度！^和柵線下擴(kuò)散層薄層電阻R’ s。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測量晶體硅太陽能電池表面接觸電阻率的方法，其特征在 于在步驟(6)中，遷移長度義為沿柵線寬度方向電壓衰減為柵線邊緣電壓的1/e處 對應(yīng)長度，得出計(jì)算式盡根據(jù)所述步驟(6)得出的遷移長度LT和柵線下擴(kuò)散 層薄層電阻R’ s，得到晶體硅太陽能電池表面接觸電阻率PC。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量晶體硅太陽能電池表面接觸電阻率的方法，其特征在 于在所述步驟⑵中，所述電池測試樣品寬度為小于或者等于5mm，所述電池測試樣品表 面具有8 12條柵線。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測量晶體硅太陽能電池表面接觸電阻率的方法，其特征在 于測量末端接觸電阻RE時(shí)，至少在3組以上兩個(gè)相鄰柵線上加恒定電流IE，測量每組柵線中次相鄰與相鄰柵線間的電壓。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種測量晶體硅太陽能電池表面接觸電阻率的方法，具體包括以下步驟(1)由普通工藝完成晶體硅太陽能電池，在該工藝中使用統(tǒng)一型號網(wǎng)板；(2)將所得電池沿主柵方向從中取出一長條狀結(jié)構(gòu)作為電池測試樣品，該電池測試樣品表面具有數(shù)條柵線；(3)各柵線依次等間隔并列排布形成測試區(qū)域，由電池標(biāo)準(zhǔn)電流電壓測試得到的特性參數(shù)計(jì)算單條柵線的工作電流IO，采用電流源表設(shè)定恒定輸出電流IO，再依次測量首條柵線與其余柵線在恒定輸出電流I。下的電壓Vn；(4)根據(jù)柵線接觸電阻rC和末端接觸電阻RO，計(jì)算遷移長度LT和柵線下擴(kuò)散層薄層電阻R’s，最后得出晶體硅太陽能電池表面接觸電阻率ρC。本發(fā)明使用普通工藝制作的電池作為測量樣品，無需另外制作網(wǎng)板，降低了電池制作的工藝難度和測量成本。
文檔編號H01L31/18GK101859720SQ20101015283
公開日2010年10月13日 申請日期2010年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月15日
發(fā)明者朱薇樺, 沈輝 申請人:中山大學(xué)