硅太陽能電池少數載流子壽命的測量方法及電路的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種硅太陽能電池少數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態值的時間，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組成。本發明相對于現有技術中的測量方法，具有測試設備簡單、實施方便、測量準確等優點。
【專利說明】硅太陽能電池少數載流子壽命的測量方法及電路
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種硅太陽能電池少數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 少數載流子壽命的方法及電路。
【背景技術】
[0002] 少數載流子壽命是決定太陽能電池光電轉換效率的重要參數之一，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、準確地測量少數載流 子壽命對評估太陽能電池的性能，研究光伏發電系統的穩定性至關重要。
[0003] 近年來，學者們提出了硅太陽能電池少數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 少數載流子壽命，因此誤差較大。
【發明內容】
[0004] 發明目的：為了解決現有技術中的不足，本發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載流子壽命的測量方法及電路。
[0005] 技術方案：本發明所述的一種硅太陽能電池少數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態值的時間，并將該時間除以 2. 3,即得到硅太陽能電池少數載流子壽命。
[0009] 本發明還公開了一種硅太陽能電池少數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組成。
[0010] 本發明的測量原理如下：
[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區一側帶正電荷，P 區一側帶負電荷，空間電荷區中自建電場的方向自N區指向P區，N區為頂區、P區為基區。 太陽能電池的頂區一般做得很薄，且材料的吸收系數很小，因此可以忽略頂區和空間電荷 區的光吸收，而認為光吸收只發生在基區，即硅太陽能電池的光生電流為P區光生電流。
[0012] 沒有光照時，P區過剩少數載流子濃度δ np(x)的動態連續方程：
【權利要求】
1. 一種硅太陽能電池少數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態值的時間，并將該時間除以2. 3， 即得到硅太陽能電池少數載流子壽命。
2. -種硅太陽能電池少數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 優先權日:2013年4月19日
【發明者】秦嶺, 王亞芳, 王勝鋒, 張佳祺 申請人:南通大學