[发明专利]一种半导体薄膜光电性能的测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种薄膜太阳能电池所用半导体薄膜光电性能的测试方法，如铜铟镓硒薄膜、碲化镉薄膜、非晶硅薄膜、微晶硅薄膜等。

背景技术

薄膜太阳能电池的光吸收层厚度约500~3000纳米，如铜铟镓硒薄膜、碲化镉薄膜、非晶硅薄膜、微晶硅薄膜太阳电池等，其光电性能的优劣关系到薄膜太阳能电池的光电性能，如电池的电压和电流等。对于薄膜太阳能器件质量级的本征半导体薄膜，即无掺杂的薄膜，其光敏特性，即有光照射与无光照射时电导率                                                的比值，应该越大越好，以非晶硅薄膜太阳能电池为例，其光敏性约为10⁵~10⁶，通常光照时光电导率为10^-5~10^-6S/cm，无光照时暗电导率为10^-12~10^-11 S/cm。通常情况下，半导体薄膜的电导率测试需要在薄膜表面制备一对平行共面的铝或银电极作为测试时施加正负电压所用，常规的工艺为热反应蒸发或磁控溅射，这都需要在高真空条件下进行，所需时间较长，且对真空泵的依赖不可消除。

发明内容

本发明的目的是提出一种简单有效的半导体薄膜电导率的测试方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种半导体薄膜光电性能的测试方法，其特征在于包括以下步骤：

a、采用导电银浆料，在半导体薄膜的薄膜表面涂制两条间隔一定距离的长条形电极，经常温自然干燥与固化后形成半导体薄膜的测试样品；

b、将测试样品放置于密封的真空腔体中，测试样品的两个电极分别通过导线连接数字万用表；

c、将真空腔体掩盖避光，通过数字万用表对两个电极施加一定的直流电压，读出数字万用表显示的暗电流I_d，通过公式，计算出半导体薄膜的暗电导率，

公式中，为薄膜的电导率，I为由数字万用表读出的电流值，a为电极的间距，V为两电极间的直流电压，b为电极长度，d为半导体薄膜的厚度；

d、撤除真空腔体掩盖，用光源照射测试样品，通过数字万用表对两个电极施加一定的直流电压，读出数字万用表显示的光电流Il，通过公式，计算出半导体薄膜光照条件的光电导率，

e、光电导率与暗电导率的比值即为薄膜的光敏特性。

在上述技术方案的基础上，可以有以下进一步的技术方案：

所述电极1~2cm、宽0.3~0.5cm，两电极间距为0.8~1mm，电极厚度100~300m；

步骤c、d中对两个电极施加的直流电压相同，所述直流电压为80V—100V；所述光源为氙灯，光照强度为800 W/m²—1000W/m²。

本发明的技术方案，即通过在半导体薄膜表面涂制导电银浆（导电银浆是公知产品，广泛应用于厚膜电路中，可通过直接涂抹或丝网印刷的方法，将导电银浆涂制在半导体薄膜表面），并在常温下干燥固化，形成两个长条状平行共面电极，进而通过在两电极间施加一个直流电压，由数字万用表读出电流并计算出薄膜的电导率。

电导率计算公式如下：

                        (1)

其中为薄膜的电导率，I为由数字万用表读出的电流值，a为所涂抹的两条共面银浆电极的间距，为0.8~1mm；V为在两条电极之间施加的直流电压，通常取80~100V；b为涂抹的银浆电极长度，为1~2cm；d为半导体薄膜的厚度，可预先由其他设备测量所得，如台阶仪、椭圆偏谱仪、透射光谱等。

本发明提供的测试方法能有效替代传统的热反应蒸发或磁控溅射铝电极或银电极的方法，节约了设备成本和电极制备时间，同时也能准确地反映材料的光电性能。

附图说明：

图1是本发明的测试方法原理图；

图2半导体薄膜材的结构示意图。

具体实施方式

一种半导体薄膜材料光电性能的测试方法，如图1所示，用涂抹导电银浆并于常温下干燥固化的方法代替常规的真空热反应蒸发或磁控溅射工艺，制备出两个长条形平行共面电极，用于半导体薄膜电导率的测量。