硅太阳能电池少数载流子寿命的测量方法及电路的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种硅太阳能电池少数载流子寿命的测量方法及电路，测量方法包括如下步骤：将硅太阳能电池完全遮蔽，并施加正向阶跃端电压；得到硅太阳能电池二极管电流的阶跃响应波形；从上述波形中测得二极管电流从峰值衰减到稳态值的时间，并将该时间除以2.3，即得到硅太阳能电池的少数载流子寿命。测量电路由硅太阳能电池与电流传感器、开关和超级电容串联组成。本发明相对于现有技术中的测量方法，具有测试设备简单、实施方便、测量准确等优点。
【专利说明】硅太阳能电池少数载流子寿命的测量方法及电路
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种硅太阳能电池少数载流子寿命的测量方法及测量电路，具体涉及 一种基于正向阶跃端电压下硅太阳能电池二极管电流的阶跃响应波形，测量硅太阳能电池 少数载流子寿命的方法及电路。
【背景技术】
[0002] 少数载流子寿命是决定太阳能电池光电转换效率的重要参数之一，其对太阳能电 池的非线性等效电容、小信号输出阻抗也有很大的影响。因此，简便、准确地测量少数载流 子寿命对评估太阳能电池的性能，研究光伏发电系统的稳定性至关重要。
[0003] 近年来，学者们提出了硅太阳能电池少数载流子寿命的多种测量方法。国外一些 文献中提出的光电导衰减法可以快速、非接触式、在线检测原始硅材料的少数载流子寿命， 但是对成品硅太阳能电池无能为力；基于ι-v曲线可以测量成品硅太阳能电池的少数载流 子寿命，但其前提是首先精确测定硅太阳能电池的寄生电阻R s、Rsh，而这是很难做到的；开 路电压衰减法具有原理简单、易于操作等优点，因此得到各国研究人员的青睐，但是该方法 需要从开路电压阶跃响应曲线中准确地分割出线性部分，并通过求出该部分的斜率来确定 少数载流子寿命，因此误差较大。
【发明内容】
[0004] 发明目的：为了解决现有技术中的不足，本发明提供一种测试设备简单、实施方 便、测量准确的硅太阳能电池少数载流子寿命的测量方法及电路。
[0005] 技术方案：本发明所述的一种硅太阳能电池少数载流子寿命的测量方法，包括如 下步骤：
[0006] ㈧在硅太阳能电池两端施加正向阶跃端电压；
[0007] (B)得到硅太阳能电池二极管电流的阶跃响应波形；
[0008] (C)从上述波形中测得二极管电流由峰值衰减到稳态值的时间，并将该时间除以 2. 3,即得到硅太阳能电池少数载流子寿命。
[0009] 本发明还公开了一种硅太阳能电池少数载流子寿命的测量电路，所述测量电路由 硅太阳能电池与电流传感器、开关和超级电容串联组成。
[0010] 本发明的测量原理如下：
[0011] 如图1所示的硅太阳能电池的物理模型，在PN结交界面处N区一侧带正电荷，P 区一侧带负电荷，空间电荷区中自建电场的方向自N区指向P区，N区为顶区、P区为基区。 太阳能电池的顶区一般做得很薄，且材料的吸收系数很小，因此可以忽略顶区和空间电荷 区的光吸收，而认为光吸收只发生在基区，即硅太阳能电池的光生电流为P区光生电流。
[0012] 没有光照时，P区过剩少数载流子浓度δ np(x)的动态连续方程：
【权利要求】
1. 一种硅太阳能电池少数载流子寿命的测量方法，其特征在于： 包括如下步骤： (A) 在硅太阳能电池两端施加正向阶跃端电压； (B) 得到硅太阳能电池二极管电流的阶跃响应波形； (C) 从上述波形中测得二极管电流由峰值衰减到稳态值的时间，并将该时间除以2. 3， 即得到硅太阳能电池少数载流子寿命。
2. -种硅太阳能电池少数载流子寿命的测量电路，其特征在于：所述测量电路由硅太 阳能电池与电流传感器、开关和超级电容串联组成。
【文档编号】G01R31/00GK104111387SQ201310139650
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2013年4月19日 优先权日:2013年4月19日
【发明者】秦岭, 王亚芳, 王胜锋, 张佳祺 申请人:南通大学