基于太阳电池材料少子寿命测试仪的研制开发

摘要

少数载流子寿命（简称少子寿命）是半导体材料的一项重要参数，它对半导体器件性能、太阳电池效率都有重要的影响。日益发展的光伏新能源迫切需要在实验室、工业现场利用少子寿命来检测太阳电池原材料、监测太阳电池生产工艺。为了满足光伏电池设计、生产的不断需要，在国家863项目《薄膜太阳电池测试平台》的支持下，对基于太阳电池材料少子寿命的测试进行调查和研究，并自主研制开发少子寿命测试仪。论文第二章将会阐述过剩少数载流子的产生机理和复合机理，复合机理包括直接辐射复合、直接俄歇复合、通过体内复合中心的间接复合、通过表面复合中心的间接复合，对于太阳电池材料，测量有效寿命可以归结为体寿命和表面复合的影响。少子寿命的测试方法有很多种，本文重点研究的是微波反射光电导衰减法，其最大特点是可以非接触、无损地测量样品的少子寿命。采用微波反射光电导衰减法研制开发半导体材料少子寿命测试仪，在论文第三章将详细介绍测试仪的研制开发过程。利用脉冲激光源系统、微波系统、数据采集系统三部分搭建的测试硬件平台，能稳定、准确地测试少子寿命衰减曲线，并通过与计算机连接，方便控制示波器及数据采集处理。论文第四章将对本测试仪的性能进行全面的分析，通过重复性测试和比较性测试，证明本测试仪重复性好、稳定度高、测试结果与国外先进产品具有可比性，同时通过比较，也看到与国外同类成熟产品来比较还有一定的差距。