一种手动多探针装置及方法与流程

本发明涉及太阳能电池技术
技术领域：
，尤其涉及一种手动多探针装置及方法。
背景技术：
：目前晶体硅太阳能电池在太阳能电池产业中占据着90％左右的市场份额，这表明晶体硅太阳电池仍旧是光伏行业的主流。常用测试晶体硅电池的扩散长度的方法是LBIC(LightBeamInducedCurrent，即光诱导电流)，具体是用探针和金属板连接太阳能电池的负正极，使特定的不同波长的激光照在太阳能电池上产生的光生载流子形成光生电流，从而形成LBIC扫描。在现有测试技术中，探针装置4’作为测试装置的一部分，其放置于测试装置的金属板1上，而如图1所示，电池片2放置在该金属板1上，探针装置4’则倾斜于电池片2的主栅线3摆放，以与主栅线3成一定角度，并遮挡一部分无栅线区域，也即图中所示遮挡处5，从而影响此处的少数载流子的扩散长度。从扩散长度的结果图得出受影响的面积达到电池片(多晶硅156mm*156mm)总面积的1.55‰，而此比率受探针装置4’摆放角度而略微变化。由上可知，由于探针装置4’的遮挡导致遮挡处产生光生载流子过少，从而影响电池片扩散长度的准确性以及整体的平均值，导致测量不准确。技术实现要素：本发明的目的在于提出一种手动多探针装置及方法，能够避免因探针增多导致遮挡面积变大，减少了测量过程中栅线体电阻等其他电阻成分，改善光生电流的收集方式。为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种手动多探针装置，包括多个探针装置，每个所述探针装置包括长方形形状的金属片，所述金属片的一端电连接有探针，所述金属片的另一端通过焊点电连接有导线，所述金属片的顶面靠近两端部的位置处开设有多个磁铁槽，所述磁铁槽中放置有磁铁；多个所述探针装置分两组间隔并对称设置，一组所述探针装置中的所述探针与另一组所述探针装置的所述探针两两相对设置，位于同一组的所述探针装置中的所述导线电连接在一起；测试时，电池片置于金属板上，每个所述探针装置的所述金属片通过所述磁铁吸附于金属板上，两组所述探针装置分别设置于电池片的主栅线的两端部，对应的两个所述探针装置的两个所述探针分别沿着一条主栅线的长度方向搭接于同一主栅线的两端，所述探针与主栅线电连接，所述金属板和所述导线分别连接数据采集器的正极和负极，所述数据采集器连接显示装置。其中，所述金属片的顶面设置有四个所述磁铁槽，其中两个所述磁铁槽靠近所述探针且对称设置于所述探针的两侧，另外两个所述磁铁槽靠近所述焊点设置且对称设置于所述探针与所述焊点的连线的两侧。其中，每个所述磁铁槽中设置有至少两个用于放置所述磁铁的放置位，每个所述放置位中设置有一个所述磁铁。其中，每个所述磁铁槽中设置有两个所述放置位，且两个所述放置位间隔设置；所述放置位的形状与所述磁铁的形状一致，且所述磁铁与所述放置位之间紧配合。其中，所述导线的长度为8-22cm。其中，所述金属片的中部向上拱起设置。其中，所述金属片的底面覆盖有一层绝缘膜。其中，所述金属片的长度为5-8cm，宽度为1.2-2.5cm。一种应用所述手动多探针装置测试测试晶体硅太阳能电池扩散长度的方法，包括以下步骤：步骤1)，电池片放置于所述金属板上；步骤2)，所述探针装置的所述金属片通过位于所述磁铁槽中的所述磁铁吸附于所述金属板上，且电池片的每个主栅线的两端均设置有一个所述探针装置，并使所述探针装置的所述探针搭接于对应的主栅线上电连接；步骤3)，所述探针装置的所述导线连接数据采集器的负极，所述金属板连接数据采集器的正极，数据采集器连接显示装置。本发明的有益效果为：本发明的手动多探针装置及方法，包括多个探针装置，每个探针装置包括长方形形状的金属片，金属片的一端电连接有探针，金属片的另一端通过焊点电连接有导线，金属片的顶面靠近两端部的位置处开设有多个磁铁槽，磁铁槽中放置有磁铁；多个探针装置分两组间隔并对称设置，一组探针装置中的探针与另一组探针装置的探针两两相对设置，位于同一组的探针装置中的导线电连接在一起；测试时，电池片置于金属板上，每个探针装置的金属片通过磁铁吸附于金属板上，两组探针装置分别设置于电池片的主栅线的两端部，对应的两个探针装置的两个探针分别沿着一条主栅线的长度方向搭接于同一主栅线的两端，探针与主栅线电连接，金属板和导线分别连接数据采集器的正极和负极，数据采集器连接显示装置；这时，同一条主栅线的两端的两个探针装置与该主栅线电连接，形成两条并联通路，若连接N条主栅线，则有2N条并联通路，因而利用多个探针与主栅线遮挡处重合，即利用探针以及多个触点多回路的方式收集电流，由于栅线区域的并联减少了电池片正面电极的金属栅线体电阻(串阻的重要组成部分)，也减少了因电流拥挤带来的扩展电阻(串阻的组成部分)的增加，还可以减少探针总体的线电阻，能够改善探针装置的遮挡导致遮挡处产生光生载流子过少的问题，从而保证电池片扩散长度的准确性与整体的平均值。附图说明图1是现有技术中的探针装置测试晶体硅太阳能电池扩散长度时的结构示意图。图2是本发明的手动多探针装置测试晶体硅太阳能电池扩散长度时的结构示意图。图3是图2中的探针装置的结构示意图。图中：1-金属板；2-电池片；3-主栅线；4’、4-探针装置；5-遮挡处；41-探针；42-金属片；43-磁铁槽；44-磁铁；45-焊点；46-导线。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。如图2至3所示，本发明提供一种手动多探针装置，包括多个探针装置4，每个所述探针装置4包括长方形形状的金属片42，所述金属片42的一端电连接有探针41，所述金属片42的另一端通过焊点45电连接有导线46，所述金属片42的顶面靠近两端部的位置处开设有多个磁铁槽43，所述磁铁槽43中放置有磁铁44。多个所述探针装置4分两组间隔并对称设置，一组所述探针装置4中的所述探针41与另一组所述探针装置4的所述探针41两两相对设置，位于同一组的所述探针装置4中的所述导线46电连接在一起。测试时，电池片2置于金属板1上，每个所述探针装置4的所述金属片42通过所述磁铁44吸附于金属板1上，两组所述探针装置4分别设置于电池片2的主栅线3的两端部，对应的两个所述探针装置4的两个所述探针41分别沿着一条主栅线3的长度方向搭接于同一主栅线3的两端，所述探针41与主栅线3电连接，所述金属板1和所述导线46分别连接数据采集器的正极和负极，所述数据采集器连接显示装置。测试过程中，同一条主栅线3的两端的两个探针装置4与该主栅线3电连接，形成一条串联通路，而多个串联通路进行并联连接，位于主栅线3的一端的导线46连接在一起，位于主栅线3的另一端的导线46连接在一起，从而形成并联通路，最终利用多个探针41与主栅线3遮挡处重合，即利用探针以及多个触点多回路的方式收集电流，由于栅线区域的并联减少了电池片正面电极的金属栅线体电阻(串阻的重要组成部分)，也减少了因电流拥挤带来的扩展电阻(串阻的组成部分)的增加，还可以减少探针总体的线电阻，能够改善探针装置的遮挡导致遮挡处产生光生载流子过少的问题，从而保证电池片扩散长度的准确性与整体的平均值。另外，采用在探针所在金属片末端连接一条电导率较大的导线46，导线46与数据采集器连接，且所述导线46的长度为8-22cm，可以保证探针41与电池片上任何一根主栅线重合放置，因而对于测试提供了连接便利；金属片42通过磁铁44与金属板1吸附，实现了可拆卸连接，因而操作更方便。优选的，在本实施例中，所述金属片42为片状结构，所述金属片42的中部向上拱起设置，利用金属片42的中部向上拱起设置，从而使得金属片42的两端向下倾斜，这样连接探针41时，探针41则会受到金属片42的弯曲力，从而使得探针41可以可靠的与主栅线3接触，保证电连接。优选的，在本实施例中，所述金属片42的底面覆盖有一层绝缘膜，利用绝缘膜避免金属片42与连接电池片2正极的金属板1直接接触而使探针41失去收集电流的作用。特别地，所述金属片42的顶面设置有四个所述磁铁槽43，其中两个所述磁铁槽43靠近所述探针41且对称设置于所述探针41的两侧，另外两个所述磁铁槽43靠近所述焊点45设置且对称设置于所述探针41与所述焊点5的连线的两侧。优选的，每个所述磁铁槽43中设置有至少两个用于放置所述磁铁44的放置位，每个所述放置位中设置有一个所述磁铁44。进一步地优选的，每个所述磁铁槽43中设置有两个所述放置位，且两个所述放置位间隔设置。进一步地优选的，所述放置位的形状与所述磁铁44的形状一致，且所述磁铁44与所述放置位之间紧配合。由此可知，磁铁44放置于放置位中并与其紧配合，从而能够很好地与金属片配合，因而在测试时能够更好地与金属板吸附，保证吸附的可靠性与稳定性。其中，所述金属片42的长度为5-8cm，宽度为1.2-2.5cm。特别地，在本实施例中，所述金属片42的长度为6cm，宽度为1.8cm。另外，本发明还提供一种应用所述的手动多探针装置测试测试晶体硅太阳能电池扩散长度的方法，包括以下步骤：步骤1)，电池片2放置于所述金属板1上；步骤2)，所述探针装置4的所述金属片42通过位于所述磁铁槽42中的所述磁铁44吸附于所述金属板1上，且电池片2的每个主栅线3的两端均设置有一个所述探针装置4，并使所述探针装置4的所述探针41搭接于对应的主栅线3上电连接；步骤3)，所述探针装置4的所述导线46连接数据采集器的负极，所述金属板1连接数据采集器的正极，数据采集器连接显示装置。该方法采用多组探针、多触点、多回路的方式测量，避免因探针增多导致遮挡面积变大；使探针以多触点多回路的的方式收集电流，由于栅线的并联减少了正面电极的金属栅线体电阻(串阻的重要组成部分)；也减少了因电流拥挤带来的扩展电阻(串阻的组成部分)的增加；并可以减少探针总体的线电阻，改善光生电流的收集。在本发明中，进行实验验证如下：以多晶硅电池片正面几何中心为原点，取X：55～～78mm；Y：12～～35mm的区域；在激光光照下，对比正常无遮挡区域，探针遮挡处和电池片主栅线处的内量子效率(IQE)都很低，两者对表面反射率(Refl)的影响都很大，使得透射到电池片上光更少了；从电池片的导线连接方式来说，主栅线对电池片效率的影响是必然的，而且是固定不变的；由此可知，通过让探针的遮挡处与主栅线重合，从而可以减少遮挡面积。进一步地，以常见四主栅多晶硅电池片为例，取正面几何中心为原点，取X：-20～20mm；Y：0～40mm的区域(含一部分第二条主栅线)，在激光光照下，对比选择不同主栅线接触点1(第二条主栅线)和2(第三条主栅线)的扩散长度(DL)，对比数据如下表所示：表一主栅接触点扩散长度(μm)1526.82525.8从表一中可以看出，与探针接触点越近收集电流效果越好，从而影响局部的少数载流子的扩散长度，因而选择不同的主栅接触点对扩散长度有影响；因此，使探针以多触点、多回路的的方式收集电流，由于栅线的并联减少了正面电极的金属栅线体电阻(串阻的重要组成部分)，也减少了因电流拥挤带来的扩展电阻(串阻的组成部分)的增加，还可以减少探针总体的线电阻。基于上述缘由，在该方法中，在尽量不增加接触电阻的情况下，探针的个数通过待测电池片的主栅线个数来选择，两者的关系为：主栅线个数N时，探针个数为至多2N。在实际操作时，考虑仪器的可操作性，不同的待测电池片，以及实际目的及要求，选择合适的探针个数极为重要。优选的，如图2所示，选用多晶硅四主栅电池片进行测量试验，这时，手动多探针装置包括有四组也即八个探针装置4，实验结果如下表所示：表二因此，本发明的探针装置使用连线式的结构，采用多组探针多触点多回路的方式测量，减少了遮挡面积；使探针以多触点多回路的的方式收集电流，由于栅线的并联减少了正面电极的金属栅线体电阻(串阻的重要组成部分)；也减少了因电流拥挤带来的扩展电阻(串阻的组成部分)的增加；还可以减少探针总体的线电阻，改善光生电流的收集。以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。当前第1页1 2 3