CN105738704A - 接触电阻的测量方法及其测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光伏领域，具体公开了一种接触电阻的测量方法，包括如下步骤：将光生伏特体外部短路；用开尔文扫描探针以非接触式方式与光源同步逐个扫描所述光生伏特体表面的各个扫描点，并得到每个所述扫描点的光电压Vp，同时记录每个所述扫描点所对应的所述光生伏特体的外部短路电流I；按照公式Rcl＝C·Vp/I，计算得到每个扫描点的接触电阻；其中，C为经验修正因子。上述接触电阻的测量方法，可实现太阳能电池的接触电阻的无损检测；同时无需对太阳能电池进行特殊的电极设计，并且能够对整个太阳能电池进行面扫描。另外该方法还适于测量异质结太阳能电池。本发明还公开了一种接触电阻的测量装置。
Description
技术领域
本发明涉及光伏领域，特别是涉及一种接触电阻的测量方法及其测量装置。
背景技术
目前，在测量太阳能电池的接触电阻时，主要采用传输线模型法(TLM)和圆形传输线模型法(CTLM)。但是，上述方法均需要对待检测的太阳能电池进行特殊的栅线设计，给测量造成诸多不便；另外，上述方法只能检测部分点的接触电阻值，测量具有一定的局限性。更为重要的是，上述测量方式会对待检测的太阳能电池造成划伤，从而对太阳能电池造成不可修复的损伤。
发明内容
基于此，有必要针对现有的接触电阻的测量方法，测量不便、检测点少且对太阳能电池造成损伤的问题，提供一种测量便利、检测点多且无损的接触电阻的测量方法。
一种接触电阻的测量方法，包括如下步骤：
将光生伏特体外部短路；
用开尔文扫描探针以非接触式方式与光源同步逐个扫描所述光生伏特体表面的各个扫描点，并得到每个所述扫描点的光电压Vp，同时记录每个所述扫描点所对应的所述光生伏特体的外部短路电流I；
按照公式Rcl＝C·Vp/I，计算得到每个扫描点的接触电阻；其中，C为经验修正因子。
上述接触电阻的测量方法，由于开尔文扫描探针并不与光生伏特体的表面接触，因此不会对其造成损伤，从而可以实现太阳能电池的接触电阻的无损检测；同时还保证了测量结果的准确性以及测量精度。另外，本发明所提供的接触电阻的测量方法，测量时无需对太阳能电池进行特殊的电极设计，避免了TLM法和CTLM法对待检测太阳能电池进行特殊的栅线设计的需求，具有操作简便、经济实用的优点。还有，该测量方法能够对整个太阳能电池进行面扫描，并且每点接触电阻清晰可见，从而克服了TLM法和CTLM法仅可以给出部分点的接触电阻值的局限。还需要说明的是，TLM法和CTLM法不太适于测量异质结太阳能电池，这是由于异质结太阳能电池的表面方阻较小，端电阻所引起的测量误差较大，造成测量结果的不准确性；但是本发明所提供的测量方法，完全适用于异质结太阳能电池的接触电阻测量。
在其中一个实施例中，C为1.8。
在其中一个实施例中，所述开尔文扫描探针到所述光生伏特体的表面的距离为1～1000μm。
在其中一个实施例中，所述光源为卤钨灯。
在其中一个实施例中，所述光源在所述扫描点处形成的光斑的直径为8～12mm。
在其中一个实施例中，所述光生伏特体为异质结太阳能电池。
本发明还提供了一种接触电阻的测量装置。
一种接触电阻的测量装置，包括：
检测台，用于承载光生伏特体；
外短路机构，设置在所述检测台上，且用于连接所述光生伏特体的两端；
短路电流检测单元，与所述外短路机构连接，并用于检测所述光生伏特体的短路电流；
开尔文扫描探针，用于对所述光生伏特体的表面的各个扫描点进行扫描；
以及光源，用于在所述开尔文扫描探针扫描所述扫描点时对所述扫描点进行照射。
上述测量装置，可实现无损测量，且测量精度高，同时可对面进行扫描，具有检测点多的优点。
在其中一个实施例中，所述接触电阻的测量装置还包括，用于分别从所述短路电流检测单元与所述开尔文扫描探针获取相应数据并进行计算处理得到接触电阻的处理单元。
在其中一个实施例中，所述外短路机构包括用于电连接所述光生伏特体的一端的第一连接头，以及用于电连接所述光生伏特体的另一端的第二连接头。
在其中一个实施例中，所述短路电流检测单元包括连接在所述外短路机构上的电流表。
附图说明
图1为本发明一实施例的接触电阻的测量装置的测量原理图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
一种接触电阻的测量方法，包括如下步骤：
将光生伏特体外部短路；
用开尔文扫描探针以非接触式方式与光源同步逐个扫描光生伏特体表面的各个扫描点，并得到每个扫描点的光电压Vp，同时记录每个扫描点所对应的光生伏特体的外部短路电流I；
按照公式Rcl＝C·Vp/I，计算得到每个扫描点的接触电阻。
以下以光生伏特体为异质结太阳能电池为例进行具体说明，本发明的测量方法并不局限于异质结太阳能电池，还可以是晶体硅太阳能电池，例如测量晶体硅太阳能电池的电极与减反射层的接触电阻，亦或其它各种半导体材料间的接触电阻。对于其它光生伏特体的测量，可以参照异质结太阳能电池。在此不再赘述。
参见图1，为了进一步确保测量结果的准确性，本发明的测量方法还包括对异质结太阳能电池9的表面进行清洁。这样可以有效避免其它物质对测量的干扰。
其中，开尔文扫描探针140为本领域技术人员所公知的，其具体结构以及工作原理、以及具体操作过程在此不再赘述！
在开尔文扫描探针140扫描过程中，开尔文扫描探针140到异质结太阳能电池9的表面的距离优选为1～1000μm，更优选为50μm。这样可以在具有绒面表面的异质结太阳能电池9上快速移动扫描，精确探测到异质结太阳能电池9表面的光电压信息。
更具体地，本发明优选扫描间距为2mm，也就是相邻扫面点之间的间距为2mm。具体地，扫描速率为0.5～5s。
本发明对扫描路径没有特殊限制，可以是逐行扫描，亦或逐行逐列，更或者电脑编程路径扫描。
在本发明中，光源的作用是给扫描点提供光照，使扫描点处的异质结太阳能电池9产生光电压以及短路电流。也就是说，在进行开尔文扫描探针140扫描某个扫描点时，该扫描点是处在光源的照射下的。
优选地，光源为卤钨灯，卤钨灯可以发出波长为350～1150nm的光，适合于异质结太阳能电池的检测。
优选地，光源在扫描点处形成的光斑151的直径为8～12mm，更优选地为10mm。这样可以方便光源与开尔文扫描探针140同时移动。
当光源照射该扫描点，且开尔文扫描探针140扫描该扫描点时，开尔文扫描探针140可以获取该扫描点处的光电压Vp，此时由于光生伏特效应以及外电路短路连接，外电路产生外部短路电流I，此时检测外部短路电流I。
在获取该扫描点的光电压Vp以及其对应的短路电流之后，就可以按照Rcl＝C·Vp/I计算出该扫描点的接触电阻。其中，C为经验修正因子。优选地，C为1.8。当然可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际情况进一步修正C的取值。
上述接触电阻的测量方法，由于开尔文扫描探针并不与光生伏特体的表面接触，因此不会对其造成损伤，从而可以实现太阳能电池的接触电阻的无损检测；同时还保证了测量结果的准确性以及测量精度。另外，本发明所提供的接触电阻的测量方法，测量时无需对太阳能电池进行特殊的电极设计，避免了TLM法和CTLM法对待检测太阳能电池进行特殊的栅线设计的需求，具有操作简便、经济实用的优点。还有，该测量方法能够对整个太阳能电池进行面扫描，并且每点接触电阻清晰可见，从而克服了TLM法和CTLM法仅可以给出部分点的接触电阻值的局限。还需要说明的是，TLM法和CTLM法不太适于测量异质结太阳能电池，这是由于异质结太阳能电池的表面方阻较小，端电阻所引起的测量误差较大，造成测量结果的不准确性；但是本发明所提供的测量方法，完全适用于异质结太阳能电池的接触电阻测量。
本发明还提供了一种接触电阻的测量装置。
一实施例的接触电阻的测量装置100，包括：检测台(未示出)、外短路机构120、短路电流检测单元130、开尔文扫描探针140、光源(未示出)、以及处理单元(未示出)。在本实施例中，同样以异质结太阳能电池为例进行说明。
其中，检测台的主要作用是，用于承载异质结太阳能电池9，从而便于对异质结太阳能电池9进行测量。
其中，外短路机构120的主要作用是，连接异质结太阳能电池9的两端从而使异质结太阳能电池9外部短路。具体地，外短路机构120设置在检测台上。当异质结太阳能电池放置到检测台的检测区域时，异质结太阳能电池9的两端正好与外短路机构120电连接。更具体地，外短路机构120包括第一连接头(未示出)、以及第二连接头(未示出)。第一连接头的主要作用是，用于电连接异质结太阳能电池9的一端，第二连接头的主要作用是，用于电连接异质结太阳能电池9的另一端。此外，第一连接头以及第二连接头还可以设计成同时对异质结太阳能电池9固定的结构，这样可以保证扫描过程中，异质结太阳能电池9不会产生轻微的位移。在本实施例中，外短路机构120接地连接。
其中，短路电流检测单元130的主要作用是，用于检测异质结太阳能电池9的短路电流。短路电流检测单元130与外短路机构120连接。在本实施例中，短路电流检测单元130包括连接在外短路机构120中的电流表。
其中，开尔文扫描探针140，用于对异质结太阳能电池9的表面的各个扫描点进行扫描。开尔文扫描探针为本领域技术人员所公知的，其具体结构在此不再赘述！
其中，光源的主要作用是，用于在开尔文扫描探针140扫描扫描点时对扫描点进行照射。
在本实施例中，光源安装在开尔文扫描探针140的探针头处，这样在移动探针头时，即可同步移动光源。
其中，处理单元的主要作用是，分别从短路电流检测单元130与开尔文扫描探针140获取相应数据(Vp、I)并进行计算处理得到接触电阻。这样可以进一步提高测量的便利性，且更加迅速，更加直观。当然，可以理解的是，也可以不设置处理单元，而是通过人工亦或其它装置进行处理。
本发明所提供的接触电阻的测量装置，可实现无损测量，且测量精度高，同时可对面进行扫描，具有检测点多的优点。
上述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种接触电阻的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
将光生伏特体外部短路；
用开尔文扫描探针以非接触式方式与光源同步逐个扫描所述光生伏特体表面的各个扫描点，并得到每个所述扫描点的光电压Vp，同时记录每个所述扫描点所对应的所述光生伏特体的外部短路电流I；
按照公式Rcl＝C·Vp/I，计算得到每个扫描点的接触电阻；其中，C为经验修正因子。
2.根据权利要求1所述的接触电阻测量方法，其特征在于，C为1.8。
3.根据权利要求1所述的接触电阻测量方法，其特征在于，所述开尔文扫描探针到所述光生伏特体的表面的距离为1～1000μm。
4.根据权利要求1所述的接触电阻测量方法，其特征在于，所述光源为卤钨灯。
5.根据权利要求4所述的接触电阻测量方法，其特征在于，所述光源在所述扫描点处形成的光斑的直径为8～12mm。
6.根据权利要求1所述的接触电阻测量方法，其特征在于，所述光生伏特体为异质结太阳能电池。
7.一种接触电阻的测量装置，其特征在于，包括：
检测台，用于承载光生伏特体；
外短路机构，设置在所述检测台上，且用于连接所述光生伏特体的两端；
短路电流检测单元，与所述外短路机构连接，并用于检测所述光生伏特体的短路电流；
开尔文扫描探针，用于对所述光生伏特体的表面的各个扫描点进行扫描；
以及光源，用于在所述开尔文扫描探针扫描所述扫描点时对所述扫描点进行照射。
8.根据权利要求7所述的接触电阻的测量装置，其特征在于，所述接触电阻的测量装置还包括，用于分别从所述短路电流检测单元与所述开尔文扫描探针获取相应数据并进行计算处理得到接触电阻的处理单元。
9.根据权利要求7所述的接触电阻的测量装置，其特征在于，所述外短路机构包括用于电连接所述光生伏特体的一端的第一连接头，以及用于电连接所述光生伏特体的另一端的第二连接头。
10.根据权利要求7所述的接触电阻的测量装置，其特征在于，所述短路电流检测单元包括连接在所述外短路机构上的电流表。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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