硅太陽能電池少數(shù)載流子壽命的測量方法及電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種硅太陽能電池少數(shù)載流子壽命的測量方法及電路，測量方法包括如下步驟：將硅太陽能電池完全遮蔽，并施加正向階躍端電壓；得到硅太陽能電池二極管電流的階躍響應波形；從上述波形中測得二極管電流從峰值衰減到穩(wěn)態(tài)值的時間，并將該時間除以2.3，即得到硅太陽能電池的少數(shù)載流子壽命。測量電路由硅太陽能電池與電流傳感器、開關和超級電容串聯(lián)組成。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術中的測量方法，具有測試設備簡單、實施方便、測量準確等優(yōu)點。
【專利說明】硅太陽能電池少數(shù)載流子壽命的測量方法及電路

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種硅太陽能電池少數(shù)載流子壽命的測量方法及測量電路，具體涉及 一種基于正向階躍端電壓下硅太陽能電池二極管電流的階躍響應波形，測量硅太陽能電池 少數(shù)載流子壽命的方法及電路。

【背景技術】
[0002] 少數(shù)載流子壽命是決定太陽能電池光電轉換效率的重要參數(shù)之一，其對太陽能電 池的非線性等效電容、小信號輸出阻抗也有很大的影響。因此，簡便、準確地測量少數(shù)載流 子壽命對評估太陽能電池的性能，研究光伏發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性至關重要。
[0003] 近年來，學者們提出了硅太陽能電池少數(shù)載流子壽命的多種測量方法。國外一些 文獻中提出的光電導衰減法可以快速、非接觸式、在線檢測原始硅材料的少數(shù)載流子壽命， 但是對成品硅太陽能電池無能為力；基于ι-v曲線可以測量成品硅太陽能電池的少數(shù)載流 子壽命，但其前提是首先精確測定硅太陽能電池的寄生電阻R s、Rsh，而這是很難做到的；開 路電壓衰減法具有原理簡單、易于操作等優(yōu)點，因此得到各國研究人員的青睞，但是該方法 需要從開路電壓階躍響應曲線中準確地分割出線性部分，并通過求出該部分的斜率來確定 少數(shù)載流子壽命，因此誤差較大。


【發(fā)明內容】

[0004] 發(fā)明目的：為了解決現(xiàn)有技術中的不足，本發(fā)明提供一種測試設備簡單、實施方 便、測量準確的硅太陽能電池少數(shù)載流子壽命的測量方法及電路。
[0005] 技術方案：本發(fā)明所述的一種硅太陽能電池少數(shù)載流子壽命的測量方法，包括如 下步驟：
[0006] ㈧在硅太陽能電池兩端施加正向階躍端電壓；
[0007] (B)得到硅太陽能電池二極管電流的階躍響應波形；
[0008] (C)從上述波形中測得二極管電流由峰值衰減到穩(wěn)態(tài)值的時間，并將該時間除以 2. 3,即得到硅太陽能電池少數(shù)載流子壽命。
[0009] 本發(fā)明還公開了一種硅太陽能電池少數(shù)載流子壽命的測量電路，所述測量電路由 硅太陽能電池與電流傳感器、開關和超級電容串聯(lián)組成。
[0010] 本發(fā)明的測量原理如下：
[0011] 如圖1所示的硅太陽能電池的物理模型，在PN結交界面處N區(qū)一側帶正電荷，P 區(qū)一側帶負電荷，空間電荷區(qū)中自建電場的方向自N區(qū)指向P區(qū)，N區(qū)為頂區(qū)、P區(qū)為基區(qū)。 太陽能電池的頂區(qū)一般做得很薄，且材料的吸收系數(shù)很小，因此可以忽略頂區(qū)和空間電荷 區(qū)的光吸收，而認為光吸收只發(fā)生在基區(qū)，即硅太陽能電池的光生電流為P區(qū)光生電流。
[0012] 沒有光照時，P區(qū)過剩少數(shù)載流子濃度δ np(x)的動態(tài)連續(xù)方程：

【權利要求】
1. 一種硅太陽能電池少數(shù)載流子壽命的測量方法，其特征在于： 包括如下步驟： (A) 在硅太陽能電池兩端施加正向階躍端電壓； (B) 得到硅太陽能電池二極管電流的階躍響應波形； (C) 從上述波形中測得二極管電流由峰值衰減到穩(wěn)態(tài)值的時間，并將該時間除以2. 3， 即得到硅太陽能電池少數(shù)載流子壽命。
2. -種硅太陽能電池少數(shù)載流子壽命的測量電路，其特征在于：所述測量電路由硅太 陽能電池與電流傳感器、開關和超級電容串聯(lián)組成。
【文檔編號】G01R31/00GK104111387SQ201310139650
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2013年4月19日 優(yōu)先權日:2013年4月19日
【發(fā)明者】秦嶺, 王亞芳, 王勝鋒, 張佳祺 申請人:南通大學