利用电致发光技术快速测定晶硅太阳电池少子寿命.pdfVIP

第35卷第3期 太阳能学报 V01．35．No．3 2014年3月 ACTAENERGIAESOLARISSINICA Mar．，2014 文章编号：0254．0096(2014)03．0487-05 利用电致发光技术快速测定晶硅太阳电池少子寿命 刘 霄1，沈文忠1，王振2 (1．上海交通大学太阳能研究所。上海200240；2．上海欧普泰科技创业有限公司，上海200333) 摘要：结合理论分析，讨论太阳电池电致发光的影响因素，提出利用电致发光技术来测定晶硅太阳电池的少子寿 命。在完成测试定标后，对比目前普遍使用的微波光电导衰退法，对电致发光法测定单晶和多晶硅少子寿命进行 实验验证。结果表明，电致发光测试方法能快速、稳定、准确地测定晶硅太阳电池的少子寿命。 关键词：晶硅太阳电池；电致发光；少子寿命 中图分类号：TN307 文献标识码：A 0引言 1 EL测定少子寿命的理论分析 晶硅太阳电池的少子寿命是评估太阳电池的 当太阳电池加正向偏压时，在P—N结势垒区和 重要参数之一…，少子寿命反映了太阳电池表面和 扩散区注人了少数载流子，这些非平衡少数载流子 基体对光生载流子的复合速度，即反映了光生载流 不断地与多数载流子复合而发光¨]。将晶硅太阳电 子的利用程度。通过对少子寿命的测量，可明确知 池片简化为厚度为d的理想P—N结，在小注人和突 道晶硅电池的质量情况，从而作为质量监控和工艺 变耗尽层条件下，忽略辐射复合生成光子的重吸 调整的依据，所以少子寿命的准确测量具有重要的 收。此时，光子能量E依赖的P．N结不同位置茗处的 实际意义。目前普遍应用的少子寿命测试方法有 EL强度^(E，戈)[561如式(1)。 微波光电导衰退法(斗一PCD)、准稳态光电导法(QSS— exp(一备T)exp(券)‘ IL(E，功2器a(E)E2 PC)等乜]，这些方法可以非接触地无损测量电池片的 e 一 少子寿命，但其设备昂贵，测量时间较长(单片电池 q 一 面扫描时间3min)，无法满足大规模太阳电池生产 一—e烈一j{ 快速准确测量的要求。电致发光¨1(EL)成像具有成 卜一甲一西一百 盟《 像时间短(10s)，分辨率高(300万像素以上)，设备 式中，矗——普朗克常数；c——真空中光速； 简便等优点，非常适应生产过程中快速检验和测量 理(E)——光子的吸收系数；卜辐射复合产生光 的需要。 子的能量；q——单位电荷；卜在电池片上所加的 本文借助相关理论分析影响太阳电池EL的因 正向偏压；l|卜玻尔兹曼常数；卜绝对温度； 素，通过定标电池片发光强度与少子寿命关系，成 ￡。——电子(P型硅片)扩散长度。 功实现利用EL强度来测定晶硅太阳电池的少子寿 将电子扩散长度L。=、腼Z(其中Dn为扩散系 命，为在实际工程应用中快速测定少子寿命提供一 数，丁。为少子寿命)代入式(1)并对光子能量E以及石 种新方法。 求积分，令积分结果为，L，如式(2)。 收稿日期：2011-12—24 基金项目：国家重点基础研究