一种测量晶体硅太阳能电池表面接触电阻率的方法技术

本发明专利技术公开了一种测量晶体硅太阳能电池表面接触电阻率的方法，具体包括以下步骤：（１）由普通工艺完成晶体硅太阳能电池，在该工艺中使用统一型号网板；（２）将所得电池沿主栅方向从中取出一长条状结构作为电池测试样品，该电池测试样品表面具有数条栅线；（３）各栅线依次等间隔并列排布形成测试区域，由电池标准电流电压测试得到的特性参数计算单条栅线的工作电流ＩＯ，采用电流源表设定恒定输出电流ＩＯ，再依次测量首条栅线与其余栅线在恒定输出电流Ｉ。下的电压Ｖｎ；（４）根据栅线接触电阻ｒＣ和末端接触电阻ＲＯ，计算迁移长度ＬＴ和栅线下扩散层薄层电阻Ｒ’ｓ，最后得出晶体硅太阳能电池表面接触电阻率ρＣ。本发明专利技术使用普通工艺制作的电池作为测量样品，无需另外制作网板，降低了电池制作的工艺难度和测量成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及晶体硅太阳能电池性能测试
，特别涉及一种测量晶体硅太阳 能电池表面接触电阻率的方法。
技术介绍
太阳能电池的电极优化是提高电池性能、降低生产成本的一个重要途径，而评判 电极性能优劣一个重要指标是太阳能电池的接触电阻率，接触电阻率的大小不仅与接触的 图形有关，还与扩散工艺及接触形成工艺有关，不同栅线图形的欧姆接触好坏可以通过接 触电阻率的大小来反映，因此，通过对接触电阻率的研究计算可以反映扩散、电极制作和烧 结等工艺中存在的问题，而电极图形的优化设计也需要先确定特定工艺条件下的接触电阻 率。目前，最常用的晶体硅太阳能电池表面接触电阻率测量方法是传输线法(TLM)和 Core Scan法，相对于Core Scan法，传输线法使用较多，该方法的测试过程是首先在电池 表面制作不同间距的栅线，测量恒流下相邻栅线的电压，通过其它参数的测量和计算，根据 公式推导得出电池表面接触电阻率，但是，这种测量方法的缺陷在于晶体硅太阳能电池一 般采用丝网印刷方法制作，由于要在电池表面制作不等间距的栅线，就不能采用现有统一 型号的网板，即具有等间距栅线的网板，因此，采用该测量方法时需要单独制作网板，这样， 不仅增加了电池制作工艺的复杂性，而且由于网板制作费用较高，使得总体测量成本升高。而使用Core Scan法需要采用专门的测试仪器，在测试时，测试仪器的探针需要穿 透太阳能电池表面的SiNx，与电池内部的Si接触才能实现测量，因此，在测量过程中电池 受到探针的插入必然会形成一定的损伤，另外，该测试方法得到的接触电阻率也不够准确， 往往只能作相对比较之用，而不能作为电池表面接触电阻率的真实值；而且，测试仪器较为 昂贵，其售价一般是200 300万人民币，再加上测试仪器的探针容易损坏，更换费用较高， 使得电池测试成本较高。另外，还有其它一些较少用的测量方法，如圆形传输线法，该种方法也同样存在着 电池测试样品具有制作工艺复杂的缺点；除此之外，还有两点法、三点接触法及四点接触法 等，这些方法所得到测量结果均不够准确。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种简单易行、成本低、测量结果准确的测量晶体硅太阳 能电池表面接触电阻率的方法，将采用普通工艺完成的电池作为测试样品，降低了电池样 品制作的工艺难度，同时也降低了测量成本。本专利技术的目的通过以下的技术措施来实现一种测量晶体硅太阳能电池表面接触 电阻率的方法，其特征在于具体包括以下步骤(1)采用普通工艺制作完成晶体硅太 阳能电池，在该制作工艺中使用统一型号网 板以在电池表面形成等间隔栅线；(2)将步骤(1)得到的电池沿主栅方向从中取出一长条状结构作为电池测试样 品，电池上取出该测试样品的部位为中空，所述电池测试样品表面具有数条栅线；(3)各栅线依次等间隔并列排布形成测试区域，由电池标准电流电压测试得到的 特性参数计算单条栅线的工作电流I。，采用电流源表设定恒定输出电流I。，再依次测量首 条栅线与其余栅线在恒定输出电流I。下的电压\ ；(4)将步骤(3)得到的各栅线电压Vn依次根据各栅线序数n变化绘制成曲线乂 = A+Bn ；(5)根据曲线拟合直线截距A，计算得到所述测试区域的栅线接触电阻re ；(6)测量末端接触电阻Re，分别列出关于栅线接触电阻re和末端接触电阻Re的方 程式，计算得出迁移长度LT和栅线下扩散层薄层电阻R’ s ；(7)根据步骤(6)得到的计算结果，最后计算得出晶体硅太阳能电池表面接触电阻率P Co本专利技术是将普通工艺制作完成的电池片沿主栅方向从中取出一长条状结构作为 电池测试样品，再测量电池测试样品上首条栅线与其余栅线在恒定输出电流下的电压，以 实现不等间隔栅线之间电压的测量，使得本专利技术在制作电池的过程中可以使用现有统一型 号的网板，而无需另外制作网板，降低了电池样品制作的工艺难度，同时也降低了测量成 本；本专利技术用线性外推方法得到被测区域的栅线接触电阻，简单直观，另外，还对末端接触 电阻进行了测量，通过现有公式的推导得到接触电阻率，使得接触电阻率的测量结果十分 准确；而且，由于本专利技术的测量方法所需设备比较便宜，降低了测量成本；本专利技术测量方法 的操作简单易行，在测量过程中还考虑了电流传输有效迁移长度，对提高接触电阻率的测 量准确性起到了积极的作用。作为本专利技术的一种实施方式，在步骤(1)中，所述普通工艺的制作步骤是①使用 P型单晶硅片，清洗并去除损伤层后，放入NaOH溶液中制作表面绒面陷光结构；②在扩散炉 中通入P0CL3扩散制作p-n结，得到扩散层方块电阻；③去除磷硅玻璃，等离子体刻蚀边缘 的P-n结；④等离子体化学气相沉积法制作减反射SiNx膜；⑤采用丝网印刷方法形成金属 接触；⑥背面采用Ag/Al浆印制背电极，印A1浆形成背电场；⑦采用浆料制作前电极；⑧在 最高温区温度中进行烧结，得到晶体硅太阳能电池。本专利技术在所述步骤(6)中，忽略金属电阻，假定栅线长度远大于栅线宽度，得出re =(Lt/w)R' s coth(d/LT)，其中，w是栅线长度，d是栅线宽度；测量末端接触电阻Re，即 在两个相邻栅线上加恒定电流IE，测量次相邻与相邻栅线间的电压，得到RE，根据计算式r、L\re’得到迁移长度Lt和栅线下扩散层薄层电阻R’ S。在步骤(6)中，迁移长度义为沿栅线宽度方向电压衰减为栅线边缘电压的1/ e处对应长度，得出计算式、—Pc/R，s，根据所述步骤(6)得出的迁移长度！^和栅线下扩 散层薄层电阻R’ s，得到晶体硅太阳能电池表面接触电阻率Pe。作为本专利技术一种优选实施方式，在所述步骤(2)中，所述电池测试样品宽度为小 于或者等于5mm，所述电池测试样品表面具有8 12条栅线。本专利技术在测量末端接触电阻RE时，至少在3组以上两个相邻栅线上加恒定电流IE， 测量每组栅线中次相邻与相邻栅线间的电压。5与现有技术相比，本专利技术具有如下显著的效果(1)本专利技术晶体硅太阳能电池在制作时，采用普通制作工艺，使用的网板是统一型 号的网板，而无需单独制作，因此可降低工艺难度，同时降低测量成本。(2)本专利技术测量方法所需设备比较便宜，而且测量方法简单，便于实施。(3)本专利技术在测量过程中考虑了电流传输有效迁移长度，还对末端接触电阻进行 了测量，提高了表面接触电阻率测量结果的准确性。(4)本专利技术所采用的统一型号网板只能在电池表面形成等间隔栅线，在测量各栅 线在工作电流下的电压时，本专利技术采用的测量方法是依次测量首条栅线与其余栅线之间的 电压，可同样实现不等间隔栅线之间电压测量的效果。附图说明下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明。图1是将各栅线等间隔并列排布的示意图；图2是测量各栅线在工作电流下的电压的原理示意图；图3是参数标示示意图；图4是栅线下电流聚集示意图；图5是末端接触电阻测量示意图；图6是实施例lVn_n曲线图；图7是实施例2Vn_n曲线图；图8是实施例3Vn_n曲线图；图9是实施例4Vn_n曲线图；图10是实施例5Vn_n曲线图。具体实施例方式实施例1如图1 5所示，本专利技术，其 中，图1 5是本专利技术实施例的原理说明图，该方法具体包括以下步骤(1)采用普通工艺制作完成晶体硅太阳能电池1，在该制作工艺中使用统一型号 网板以在电池表面形成等间隔栅线2，图1为示意本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量晶体硅太阳能电池表面接触电阻率的方法，其特征在于具体包括以下步骤：（１）采用普通工艺制作完成晶体硅太阳能电池，在该制作工艺中使用统一型号网板以在电池表面形成等间隔栅线；（２）将步骤（１）得到的电池沿主栅方向从中取出一长条状结构作为电池测试样品，电池上取出该测试样品的部位为中空，所述电池测试样品表面具有数条栅线；（３）各栅线依次等间隔并列排布形成测试区域，由电池标准电流电压测试得到的特性参数计算单条栅线的工作电流Ｉ↓［。］，采用电流源表设定恒定输出电流Ｉ↓［。］，再依次测量首条栅线与其余栅线在恒定输出电流Ｉ↓［。］下的电压Ｖ↓［ｎ］；（４）将步骤（３）得到的各栅线电压Ｖ↓［ｎ］依次根据各栅线序数ｎ变化绘制成曲线Ｖ↓［ｎ］＝Ａ＋Ｂｎ；（５）根据曲线拟合直线截距Ａ，计算得到所述测试区域的栅线接触电阻ｒ↓［Ｃ］；（６）测量末端接触电阻Ｒ↓［Ｅ］，分别列出关于栅线接触电阻ｒ↓［Ｃ］和末端接触电阻Ｒ↓［Ｅ］的方程式，计算得出迁移长度Ｌ↓［Ｔ］和栅线下扩散层薄层电阻Ｒ’↓［Ｓ］；（７）根据步骤（６）得到的计算结果，最后计算得出晶体硅太阳能电池表面接触电阻率ρ↓［Ｃ］。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：沈辉，朱薇桦，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]