CN204086398U - 晶体硅太阳电池正面电极接触电阻测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种晶体硅太阳电池正面电极接触电阻测量装置，包括：样品台，用于放置样品；立柱，位于样品台的一侧；探针进给装置，安装于立柱上，位于样品台的上方；探针安装板，与探针进给装置连接，安装有若干用于检测样品接触电阻的探针，其中，探针进给装置内部设置有用于控制探针安装板上下移动的探针压力控制系统。本实用新型提供的晶体硅太阳电池正面电极接触电阻测量装置，具有结构简单、操作便捷、功能齐全的特点，通过探针压力控制系统的调节与控制，保证了在测量时探针下压深度的一致性，提高了测量接触电阻的稳定性和准确性，同时，采用开尔文探针连接方法，消除测试引线电阻对被测电阻的影响，有效地减小了测量误差。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳电池测试技术领域，尤其涉及一种晶体硅太阳电池的电极接触电阻率测量装置。
背景技术
能源和环境问题是2l世纪人类要面临的首要问题，开发研究和利用新能源是人类能否持续发展的关键。近年光伏产业的快速发展，光伏发电将取代部分传统化石能源，在能源结构中占据重要比例。目前，制约晶体硅太阳能电池大规模应用的主要障碍仍然是成本和效率问题，提高太阳能电池的转换效率，降低生产成本是光伏研究的重点和始终追求的目标。
晶体硅电池中的串联电阻是影响其光电转换效率的重要因素之一，太阳电池的串联电阻由金属电极的电阻、半导体接触电阻、发射区薄层电阻和基区电阻等组成，其中金属电极与硅片的接触电阻占了串联电阻的大部分。
测量晶体硅太阳电池电极接触电阻的技术主要有Core Scan测量装置和传输线(Transmission-Line Modeling，TLM)装置。Core Scan测试装置常用于晶体硅太阳电池负电极所在表面的定性扫描，并且探针需要与电池表面SiNx层接触，在表面移动，造成对样品电池造成不可修复的损伤。传输线(TLM)装置，在电池等间距的若干电极之间输入高稳定性电流I，然后依次测量各电极在该电流下的电压Vn，通过分析Vn与电极编号n之间的变化关系测算出电极接触电阻。
因此，提出高效的测量方法，设计合理的测量装置，研究测量的相关工艺，对精确检测并定量分析晶硅太阳电池的接触电阻，减小接触电阻对电池效率的影响，具有重要的研究意义和应用价值。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种晶体硅太阳电池正面电极接触电阻测量装置，具有结构简单、操作便捷、功能齐全的特点，并且直接通过普通生产工艺即可完成晶体硅太阳电池样品检测，无需用特殊工艺再次检测，具有提高测量精度和效率、降低测量成本的有益效果。
为了达到上述发明目的，本实用新型采用了如下的技术方案：
晶体硅太阳电池正面电极接触电阻测量装置，其中，包括：
样品台，用于放置样品；
立柱，位于所述样品台的一侧；
探针进给装置，安装于所述立柱上，位于所述样品台的上方；
探针安装板，与所述探针进给装置连接，安装有若干用于检测样品接触电阻的探针；
其中，所述探针进给装置内部设置有用于控制所述探针安装板上下移动的探针压力控制系统。
进一步地，所述探针压力控制系统至少设有活塞、气缸和连杆，所述连杆用于连接所述探针安装板。
更进一步地，所述气缸、活塞、连杆以及探针安装板均位于所述样品台的上方。
进一步地，所述样品台上设有若干用于固定样品的真空吸盘，样品台的内部设有用于控制所述真空吸盘的真空系统，样品台的侧壁上还设有连接真空系统的气管。
更进一步地，所述真空系统通过所述气管连接外部真空泵。
进一步地，所述立柱与所述样品台为一体式结构。
进一步地，所述探针安装板上设有若干探针安装孔。
进一步地，每个探针连线分别连接有一条激励线和一条检测线，每两个探针用于检测一样品，该两个探针的激励线与一电压测试装置连接，构成一测试回路；该两个探针的检测线与一电流测试装置连接，构成另一测试回路。
更进一步地，所述探针进给装置还设有沿所述样品台平面运动的进给系统。
本实用新型的有益效果：
(1)测量时保证探针下压深度的一致性。通过探针压力控制系统调节气缸的安装高度或活塞的行程位移，从而控制探针安装板的下压深度，即调节探针与样品之间接触压力，将调整后的探针安装板锁紧固定，在测试时保证探针下压深度的一致性。
(2)减小对被测电阻的影响，减小测量误差。采用开尔文探针连接方法，消除测试引线电阻对被测电阻的影响，以及探针与测试点之间的接触电阻对被测电阻的影响，有效地减小了测量误差。
附图说明
图1是本实用新型实施例晶体硅太阳电池正面电极接触电阻测量装置的结构图。
图2是本实用新型实施例探针连线的示意图。
具体实施方式
为了更好地阐述本实用新型的技术特点和结构，以下结合本实用新型的优选实施例及其附图进行详细描述。
参阅图1，本实用新型提供的晶体硅太阳电池正面电极接触电阻测量装置，包括：样品台100、立柱200、探针410、探针安装板400、探针进给装置300和探针压力控制系统310，其中，样品台100用于放置样品500；立柱200用于连接样品台100和探针进给装置300，与样品台100为一体式结构，位于样品台100的一侧；探针进给装置300安装于立柱200上，位于样品台100的上方；与探针进给装置300连接的探针安装板400位于探针进给装置300和样品台100之间，探针安装板400上设有若干用于测量样品500接触电阻的探针410，以及用于插设探针410的探针安装孔420；此外，探针进给装置300内部设置有用于控制探针安装板400沿z轴上下移动的探针压力控制系统310，以及控制探针安装板400沿xy平面移动的进给系统。
探针压力控制系统310至少设有活塞、气缸和连杆311，其中，活塞、气缸、连杆311均为位于样品台100的上方，连杆311为探针进给装置300与探针安装板400之间的连接件，探针安装板400固定安装在连杆311的一端。在探针压力控制系统310中，连杆311连接活塞，活塞和连杆311可沿气缸内壁运动。通过探针压力控制系统310的控制，调整气缸的安装高度或活塞运动的行程位移，从而驱动连杆311以及探针安装板400沿垂直于样品台100的z轴向移动，精确调整探针安装板400上探针410的下压深度。当确定探针410下压深度时，探针压力控制系统310将探针安装板400固定锁紧，稳固探针410，保证在测量时探针410与样品500之间接触电阻的一致性。
样品台100上设有若干真空吸盘110，用于固定样品；样品台100的内部设有用于控制真空吸盘110的真空系统，样品台100的侧壁上还设有连接真空系统的气管120，真空系统通过气管120连接外部真空泵，根据需要适当调节真空系统110或外设的真空泵的排气量，使样品台100内部保持在使用范围内的真空度。
探针安装板400上的若干探针410设有若干探针连线，如图2所示，每个探针连线分别设有一条激励线411和一条检测线412，每两个探针410用于检测一样品500，该两个探针410的激励线411(包括高点位激励线和低电位激励线)与一电压测试装置440连接，构成一测试回路；该两个探针410的检测线412(高电位检测线和低电位检测线)与一电流测试装置430连接，构成另一测试回路，其中，检测线412连接高输入阻抗的测量回路，使流经检测线412的电流很小，近似为零。由于流经测量回路的电流为零，在检测线412上的压降也为零，使得激励电流在激励线411上的压降不影响激励电流在被测样品500上的压降，电压测试装置440能够准确测量出被测样品500两端的电压值，从而计算出被测样品500的阻值，有效地减小了测量误差。
综上所述，本实用新型提供的晶体硅太阳电池正面电极接触电阻测量装置，具有结构简单、操作便捷、功能齐全的特点，通过探针压力控制系统的调节与控制，保证了在测量时探针下压深度的一致性，提高了测量接触电阻的稳定性和准确性，同时，采用开尔文探针连接方法，消除测试引线电阻对被测电阻的影响，有效地减小了测量误差。
本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。
Claims (9)
1.晶体硅太阳电池正面电极接触电阻测量装置，其特征在于，包括：
样品台(100)，用于放置样品(500)；
立柱(200)，位于所述样品台(100)的一侧；
探针进给装置(300)，安装于所述立柱(200)上，位于所述样品台(100)的上方；
探针安装板(400)，与所述探针进给装置(300)连接，安装有若干用于检测样品(500)接触电阻的探针(410)；
其中，所述探针进给装置(300)内部设置有用于控制所述探针安装板(400)上下移动的探针压力控制系统(310)。
2.根据权利要求1所述的晶体硅太阳电池正面电极接触电阻测量装置，其特征在于，所述探针压力控制系统(310)至少设有活塞、气缸和连杆(311)，所述连杆(311)用于连接所述探针安装板(400)。
3.根据权利要求2所述的晶体硅太阳电池正面电极接触电阻测量装置，其特征在于，所述气缸、活塞、连杆(311)以及探针安装板(400)均位于所述样品台(100)的上方。
4.根据权利要求1所述的晶体硅太阳电池正面电极接触电阻测量装置，其特征在于，所述样品台(100)上设有若干用于固定样品的真空吸盘(110)，样品台的内部设有用于控制所述真空吸盘(110)的真空系统，样品台的侧壁上还设有连接真空系统的气管(120)。
5.根据权利要求4所述的晶体硅太阳电池正面电极接触电阻测量装置，其特征在于，所述真空系统通过所述气管(120)连接外部真空泵。
6.根据权利要求1所述的晶体硅太阳电池正面电极接触电阻测量装置，其特征在于，所述立柱(200)与所述样品台(100)为一体式结构。
7.根据权利要求1所述的晶体硅太阳电池正面电极接触电阻测量装置，其特征在于，所述探针安装板(400)上设有若干探针安装孔(420)。
8.根据权利要求1所述的晶体硅太阳电池正面电极接触电阻测量装置，其特征在于，每个探针(410)连线分别连接有一条激励线(411)和一条检测线(412)，每两个探针(410)用于检测一样品(500)，该两个探针(410)的激励线(411)与一电压测试装置(440)连接，构成一测试回路；该两个探针(410)的检测线(412)与一电流测试装置(430)连接，构成另一测试回路。
9.根据权利要求1-8任一所述的晶体硅太阳电池正面电极接触电阻测量装置，其特征在于，所述探针进给装置(300)还设有沿所述样品台(100)平面运动的进给系统。
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