漏电,暗电流,方向饱和电流-周公庆课件

丝印工艺汇总电池事业部工艺中心2010.02.12知识只是知识，知识再多也不是智慧智慧就是你的心境和态度。

————周公庆太阳电池测试原理----模拟电路图(等效电路图)RsILIDIshRLCJU

当受到光照的太阳电池接上负载时,光生电流流经负载,并在负载两端产生端压,这时可以使用一个等效电路来描述太阳电池的工作情况.把太阳电池看成稳定产生光电流的电流源(假设光源稳定),与之并联的有一个处于正偏压下的二极管及一个并联电阻Rsh.Rsh等效电路图I负载电流负载电压太阳电池测试原理----模拟电路图(等效电路图)ISCImPmUm0△U△U△I△IIUUOC太阳电池测试原理----漏电暗电流（DarkCurrent）也称无照电流，是指在没有光照的条件下，给PN结加反偏电压（N区接正，P区接负），此时会有反向的电流产生，这就是所谓的暗电流，对单纯的二极管来说，暗电流其实就是反向饱和电流，但是对太阳能电池而言，暗电流不仅仅包括反向饱和电流，还包括薄层漏电流和体漏电流。反向饱和电流指给PN结加反偏电压时，外加的电压使得PN结的耗尽层变宽，结电场（即内建电场）变大，电子的电势能增加，P区和N区的多数载流子（P区多子为空穴，N区多子为电子）就很难越过势垒，因此扩散电流趋近于零，但是由于结电场的增加，使得N区和P区中的少数载流子更容易产生漂移运动，因此在这种情况下，PN结内的电流由起支配作用的漂移电流决定。漂移电流的方向与扩散电流的方向相反，表现在外电路上有一个留入N区的反向电流，它是由少数载流子的漂移运动形成的。由于少数载流子是由本征激发而产生的，在温度一定的情况下，热激发产生的少子数量是一定的，电流趋于恒定。漏电流：我们都知道，太阳能电池片可以分3层，即薄层（即N区），耗尽层（即PN结），体区（即P区），对电池片而言，始终是有一些有害的杂质和缺陷的，有些是硅片本身就有的，也有的是我们的工艺中形成的，这些有害的杂质和缺陷可以起到复合中心的作用，可以虏获空穴和电子，使它们复合，复合的过程始终伴随着载流子的定向移动，必然会有微小的电流产生，这些电流对测试所得的暗电流的值是有贡献的，由薄层贡献的部分称之为薄层漏电流，由体区贡献的部分称之为体漏电流。太阳电池测试原理----漏电测试漏电流的目的：（1）防止击穿

如果电池片做成组件时，电池片的正负极被接反，或者组件被加上反偏电压时，由于电池片的暗电流过大，电流叠加后会迅速的将电池片击穿，不过这样的情况很少发生，所以测试暗电流在这方面作用不是很大。（2）监控工艺

当电池片工艺流程结束后，可以通过测试暗电流来观察可能出现的工艺的问题，前面说过，暗电流是由反向饱和电流和薄层漏电流以及体漏电流组成的，分别用J1,J2,J3表示，当我们给片子加反偏电压时，暗电流随电压的升高而升高，分3个区，1区暗电流由J2起支配作用，2区由J3起支配作用，3区由J1起支配作用，3个区的分界点由具体的测试电压而决定的。为什么暗电流会随电压升高而增大呢？大家知道当有电压加在片子上时，对硅片有了电注入，电注入激发出非平衡载流子，电压越大激发的非平衡载流子越多，形成的暗电流越大，暗电流的增长速度随电压电压越大而变慢，直到片子被击穿。一般我们测试暗电流的标准电压为12V，测得的曲线和标准的曲线相比后，可以的出片子的基本情况。如在1区我们发现暗电流过大则对应的薄层区出了问题，2区暗电流过大，说明问题出在体区，同样3区出现问题，说明我们的结做的有问题，扩散，丝网印刷，温度等参数都会影响暗电流，只要我们知道哪出了问题，就可以根据这去找出问题的原因，所以测试暗电流对工艺的研究是很有用的太阳电池测试原理----漏电IU01区2区3区暗环境下反偏测试漏电的IV图像①②③10V12V太阳电池测试原理----参数的测量及计算

当负载RL连续变化时,经过测量得到一系列I-V数据,由此可以做出如太阳电池测试原理----模拟电路图(等效电路图)的太阳电池的伏安特性曲线,同时计算出一些重要的参数,这些参数主要包括:开路电压UOC,短路电流ISC,最佳工作电压Um,最佳工作电流Im,最大功率Pm,填充因子FF,串联电阻Rs,并联电阻Rsh和电池效率η.1,开路电压UOC,短路电流ISC的计算

从图上可知,测量得到的曲线与V,I两轴的交点,及UOC,ISC.2,Um

,Im

,

Pm的计算

一般情况下,直接求Pm会有一些麻烦.所以可以在计算机上按照步长,求得每一点的P=UI,然后直接取其中的最大值就是Pm了,该点所对应的电压和电流也就是最佳工作电压Um,最佳工作电流Im.3,填充因子FF的计算

4,并联电阻Rsh和串联电阻Rs的近似解法由太阳电池测试原理----模拟电路图(等效电路图)可知当流入负载为RL时的电流为I,负载端压为U时:太阳电池测试原理----参数的测量及计算串联电阻的解法同并联电阻类似,考虑U→UOC考的情况下,(2-17)的渐进为：

化简可得

对(2-20)求微分,可以得到即

所以,测量出在U→UOC附近的I-V曲线的斜率,就可以得到Rs的值了.

太阳电池测试原理----参数的测量及计算0IUISCUOCRS=0ΩSRS=50mΩSRS=200mΩS不同串连电阻得出的I-V测试结果：当RS增大时,UOC基本不变,ISC明显下降,FF明显下降IRS太阳电池测试原理----参数的测量及计算ISCUOCI0URsh=0.2ΩRsh=2ΩRshverylargeU/Rsh不同并联电阻得出的I-V测试结果：当Rsh增大时,ISC基本不变,UOC明显下降,FF明显上升.进制英文全称缩写中文名称数值exaE1018teraT太(拉)1012gigaG吉（咖）109megaM兆106kiloK千103hectoh百102