一種太陽(yáng)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)測量結果計算出兩個(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(guò)光伏材料樣品的電流，單位是A，fA和fB是基于樣本對稱(chēng)性的幾何系數，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)

當已知ρA和ρB的值時(shí)，可以根據下列公式計算出平均電阻率(ρAVG)：

ρAVG=(ρA+ρB)/2

高電阻率測量中的誤差可能來(lái)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，應該對樣本進(jìn)行適當的屏蔽以避免外部電荷。這種屏蔽可以采用導電材料制作，應該通過(guò)將屏蔽層連接到測量?jì)x器的低電勢端進(jìn)行正確的接地。電壓測量中還應該使用低噪聲屏蔽線(xiàn)纜。漏電流會(huì )影響高電阻樣本的測量精度。漏電流來(lái)源于線(xiàn)纜、探針和測試夾具，通過(guò)使用高質(zhì)量絕緣體，最大限度降低濕度，啟用防護式測量，包括使用三軸線(xiàn)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(yáng)能電池的某些參數。特別是，脈沖式I-V測量在判斷轉換效率、最短載流子壽命和電池電容的影響時(shí)一直非常有用。

本文詳細介紹的這些PV測量操作都可以利用針對半導體評測設計的自動(dòng)化測試系統快速而簡(jiǎn)便地實(shí)現，例如來(lái)自吉時(shí)利儀器公司的4200-SCS半導體特征分析系統4。該系統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。該系統可以配置各種源和測量模塊，進(jìn)行連續式的和脈沖式的I-V與C-V測量，得到一些重要的PV電池參數。例如，該系統可以利用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PMU還能夠吸收電流，從而測出太陽(yáng)能電池的輸出電流，如圖9所示。4200-SCS系統支持各種硬件模塊和軟件測量函數庫。

太陽(yáng)能電池/SMA同軸線(xiàn)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(xiàn)