摻雜分布對太陽能電池薄膜方阻和接觸電阻的影響

在太陽能電池的研究中，提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率是至關重要的目標。四點探針法和TLM 傳輸法兩種測試方法在研究晶硅太陽能電池的薄膜方阻均一性和摻雜前后接觸電阻變化起到了重要作用?！?strong>美能光伏」在線方阻測試儀，是專為光伏工藝監(jiān)控設計的，可以獲得太陽能電池不同位置的方阻分布信息；TLM接觸電阻測試儀，能夠快速、靈活、精準的測量太陽能電池的接觸電阻和線電阻，反映擴散、電極制作、燒結(jié)等工藝中存在的問題。

四點探針法測量

薄膜方阻測量示意圖

在測量中，選擇太陽能電池上的五個不同位置。如圖（b）所示，將固定電流源連接到四探針測量儀的外探頭，使用電壓表測量來自內(nèi)探頭的電壓(V)，以確定樣品薄膜方阻(R)。

太陽能電池的薄膜方阻分析

在晶硅太陽能電池的制備中，測量薄膜方阻可以評估摻雜是否均勻。

不同擴散時間下的薄膜方阻

所有摻雜磷的硅片都表現(xiàn)出明顯的方阻降低。一般來說，未摻雜的硅片具有非常高的方阻；然而，當摻雜磷原子時，其方阻急劇降低。從表中可以看出，擴散時間20min的硅片在不同位置的薄膜方阻非常接近，表明硅片在擴散過程中被磷原子均勻摻雜。隨著磷摻雜擴散時間的增加，平均方阻顯著減小。

不同摻雜時間下硅片平均薄膜方阻的變化

通過柱狀圖的形式呈現(xiàn)了 Wafer-1、Wafer-2 和 Wafer-3 在不同擴散時間后測得的薄膜方阻。在擴散時間10、15、20min下，Wafer-1的平均方阻為89.20Ω/□，Wafer-2為68.35Ω/□，Wafer-3為49.68Ω/□。

傳輸線法(TLM)測量

接觸電阻是衡量金屬與半導體歐姆接觸質(zhì)量的關鍵參數(shù)，通過對接觸電阻的研究計算可以反映擴散、電極制作和燒結(jié)等工藝中存在的問題。金屬-半導體接觸中的電流可以橫向或縱向傳輸。電流橫向傳輸：方塊電阻。電流縱向傳輸：接觸電阻。

六種不同柵線間距的TLM測試方案示意圖

圖中展示了測量電阻的方法：改變相鄰柵線之間的距離，從 0.1mm 到 0.7mm，每次增加 0.1mm。通過改變電極間距可以得到總電阻和電極間距的關系，從而提取出界面接觸電阻Rc和所研究材料的方阻Rs。

太陽能電池的前接觸電阻分析

TLM模式的接觸電阻(Rc)和接觸電阻率(ρc)值

不同柵線間距和前接觸電阻的線性回歸分析曲線

通過傳輸線方法（TLM）測量了硅片的前接觸電阻，結(jié)果表明，隨著擴散時間增加，即摻雜濃度增加，前接觸電阻減小。影響前接觸電阻的參數(shù)有摻雜特性、銀漿類型和燒成配方等，其中摻雜特性是影響前接觸電阻的主要因素。增加摻雜時間可以增加磷的摻雜濃度，但過度摻雜超過了硅的固溶性，形成電阻無活性的死層。死層作為復合中心，增加了俄歇復合，降低了太陽能電池的短路和量子效率。

太陽能電池的背接觸電阻分析

不同擴散時間下硅片電阻

不同柵線間距和背接觸電阻的線性回歸分析曲線

隨著摻雜時間的增加，平均背接觸電阻增加，例如 wafer - 1、wafer - 2 和 wafer - 3 的平均背接觸電阻分別為 1.11Ω、1.36Ω 和 1.56Ω，相應的接觸電阻也隨擴散時間增加而增加。

綜上所述，通過四點探針法測量不同摻雜濃度下?lián)诫s硅片的薄膜方阻來證實，薄膜方阻隨著摻雜濃度的增加而降低。硅片在適當?shù)膿诫s濃度下，有利于制造高效的光伏用硅太陽能電池。TLM傳輸法能夠準確測量硅基太陽能電池的前、后接觸電阻，為研究硅太陽能電池的接觸電阻特性提供了重要的方法和有價值的結(jié)論，有助于優(yōu)化太陽能電池的性能。

美能在線方阻測試儀

美能在線方阻測試儀是專為光伏工藝監(jiān)控設計的在線四探針方阻儀，可以對最大230mm×230mm的樣品進行快速、自動的掃描，獲得樣品不同位置的方阻/電阻率分布信息。

• 最大樣品滿足230mm×230mm
• 測量范圍：1mΩ~100MΩ
• 測量點數(shù)支持5點、9點測量，同時測試5點滿足≤5秒，同時測試9點滿足≤10秒

測量精度：保證同種型號測量的精準度不同測試儀器間測試誤差在±1%

美能TLM接觸電阻測試儀

美能TLM接觸電阻測試儀，能夠快速、靈活、精準的測量太陽能電池的接觸電阻和線電阻。反映擴散、電極制作、燒結(jié)等工藝中存在的問題。

• TLM/Line resistance二種模式隨意切換，方便快捷
• 接觸電阻/線電阻測試平臺可切換使用
• 多測頭實現(xiàn)隨心所欲地測量與分析

采用四點探針法測量薄膜方阻，在不同的摻雜濃度下，摻雜分布對薄膜方阻的影響機制，這為提高晶體硅太陽能電池的效率和性能提供有力的支持。TLM傳輸法有助于深入了解太陽能電池中接觸電阻的特性，為降低接觸電阻、優(yōu)化太陽能電池性能提供依據(jù)。「美能光伏」在線方阻測試儀、TLM接觸電阻測試儀，通過對薄膜方阻和接觸電阻的測量和分析，為太陽能電池的研發(fā)和改進提供重要的技術支持。