[发明专利]HIT专属单层膜光暗电导性能测试设备和测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池，特别涉及一种HIT专属单层膜光暗电导性能测试设备和测试方法。

背景技术

薄膜硅/晶体硅异质结HIT太阳电池是一种可以采用低成本实现的高效晶体硅太阳电池。这种太阳电池利用掺杂薄膜硅层在晶硅衬底上制作pn结。这层薄膜硅层通常只有十几个纳米厚，并且可以采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺在200℃以下沉积完成。因此，相比于传统的靠扩散制备pn结的太阳电池，薄膜硅/晶体硅异质结太阳电池所需能量投入少，并具有较高的开路电压，因而引起很大关注。

HIT太阳电池的薄膜硅层一般只有十几个纳米厚，但其薄膜质量直接影响了电池的效率，其光电性能的优劣关系到薄膜太阳能电池的光电性能。对于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，通常情况下，HIT电池的光敏性约为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^-11S/cm。目前市场上尚无光暗电导率测试仪成品推出。

发明内容

本发明的目的，是为了准确反应薄膜制备过程中材料的光电性能，提出一种HIT专属单层膜光暗电导性能的测试设备和测试方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种HIT专属单层膜光暗电导性能测试设备，其包括：

样品台，含有两个压片探针，并且整个样品台内置在一个暗盒里，完全密封；

光源，设置在样品台的正上方；

可编程的静电计，设置在一个小屏蔽罩内，并用屏蔽信号线和两个压片探针连接并接地；

大屏蔽罩，将上述样品台、光源和可编程的静电计屏蔽在内，并且接地。

所述光源为溴钨灯或者其它卤素灯模拟光源。

HIT专属单层膜光暗电导性能的测试方法，是通过在HIT电池制备过程中单层膜表面先蒸发两条共面型铝电极，进而通过在两条电极间施加一个直流电压，由静电计读出电流并计算出薄膜的电导率。

具体包括以下步骤：

A、打开大屏蔽罩，将所要测试的样品薄膜放入暗盒中的样品台上，将两个压片探针分别接触样品薄膜上的两条电极；

B、关闭光源，通过静电计对样品薄膜上的两条电极施加100V的直流电压，读出显示的暗电流I_d，通过公式计算出薄膜的暗电导率σ_d；

C、打开光源，用光源照射测试样品，通过静电计对样品薄膜上的两条电极施加100V的直流电压，读出显示的光电流I₁，通过公式计算出薄膜的光电导率σ₁；

D、将光电导率σ₁除以暗电导率σ_d，即得到薄膜的光敏特性值；

上述公式中，I为回路电流，d为薄膜厚度，W为电极间距，L为电极长度，V为外加电压。

本发明提供的测试设备能准确的反应HIT电池制备过程中的单层膜的光电性能，为制备高效HIT电池提供有效手段，设备简单并且成本低。

附图说明

图1是本发明的测试设备的结构原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

参见图1，本发明的HIT专属单层膜光暗电导性能测试设备，包括样品台2、光源4、可编程的静电计3和大屏蔽罩1。其中，样品台2含有两个压片探针，并且整个样品台内置在一个暗盒(未图示出来)里，完全密封；光源4设置在样品台2的正上方；可编程的静电计3设置在一个小屏蔽罩(未图示出来)内，并用屏蔽信号线和两个压片探针连接并接地；大屏蔽罩1将上述样品台2、光源4和可编程的静电计3屏蔽在内，并且接地。

本发明所需测试的样品为HIT电池制备过程中沉积5nm的本征非晶硅薄膜后蒸发两条长条状平行的共面铝电极而成。样品大小为2×2cm²，电极间距(宽度)约1mm，长约2cm，厚度为非晶硅薄膜的厚度。静电计选择keithley6517B，光源选择100W的溴钨灯，光强为100mW/cm²。

HIT专属单层膜光暗电导性能的测试方法，是通过在样品薄膜上的两条电极间施加一个直流电压，由静电计读出电流并计算出薄膜的电导率。

具体包括以下步骤：