一种接触电阻测试装置及测试方法、电子设备及存储介质与流程

本发明实施例涉及测阻技术领域，尤其涉及一种接触电阻测试装置及测试方法、电子设备及存储介质。

背景技术：

在导电胶粘接电池片互连工艺体系中，光伏组件产品中电阻包括被粘接电池片银栅线本体电阻，导电胶本体电阻，导电胶和被粘接电池片银栅线之间的接触电阻。其中，电池片上的银栅线本体电阻较稳定，因此光伏组件产品中电阻的稳定性主要与导电胶的本体电阻及导电胶与银栅线之间的界面接触电阻密切相关，两者是光伏组件产品生产制作过程中至关重要的参数，光伏组件产品中电阻的波动会直接影响光伏产品性能，因此需考察光伏组件产品电阻的长期可靠性。

目前，银栅线与导电胶这两个材料的本体电阻可直接测试得出，但接触电阻难以直接测量得出。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种接触电阻测试装置及测试方法、电子设备及存储介质，以实现接触电阻的测试。

本发明实施例提供一种接触电阻测试装置，包括：

衬底；

位于所述衬底上的相同尺寸的若干根导电栅线，所述导电栅线沿第一方向延伸，且所述若干根导电栅线沿第二方向排布，相邻所述导电栅线之间的间距沿所述第二方向上增加；

位于所述若干根导电栅线上的导电条，所述导电条与所述若干根导电栅线连接。

进一步地，所述导电条的材料与光伏组件产片中粘接电池片的导电胶相同，所述导电栅线的材料与所述光伏组件产片中电池片的银栅线相同。

进一步地，相邻所述导电栅线之间的间距大于或等于2mm且小于或等于20mm。

进一步地，所述导电条的厚度大于或等于0.1mm且小于或等于0.5mm。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种如上所述接触电阻测试装置的测试方法，所述接触电阻测试装置包括：衬底；位于所述衬底上的相同尺寸的若干根导电栅线，所述导电栅线沿第一方向延伸，且所述若干根导电栅线沿第二方向排布，相邻所述导电栅线之间的间距沿所述第二方向上增加；位于所述若干根导电栅线上的导电条，所述导电条与所述若干根导电栅线连接；

该测试方法包括：

采集相邻所述导电栅线之间的电阻；

根据相邻所述导电栅线之间的电阻和间距，计算得到所述导电条与所述导电栅线的接触电阻率。

进一步地，根据相邻所述导电栅线之间的电阻和间距，计算得到所述导电条与所述导电栅线的接触电阻率，包括：

根据相邻所述导电栅线之间的电阻和间距，拟合电阻～间距方程；

根据所述电阻～间距方程的截距，计算得到所述导电条与所述导电栅线的接触电阻及接触电阻率。

进一步地，该测试方法还包括：

根据相邻所述导电栅线之间的电阻和间距，计算得到所述导电条的体电阻率。

进一步地，根据相邻所述导电栅线之间的电阻和间距，计算得到所述导电条的体电阻率，包括：

根据相邻所述导电栅线之间的电阻和间距，拟合电阻～间距方程；

根据所述电阻～间距方程的斜率，计算得到所述导电条的体电阻及体电阻率。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上所述的接触电阻测试装置的测试方法。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述的接触电阻测试装置的测试方法。

本发明实施例提供的接触电阻测试装置，导电栅线作为被粘结基材，在衬底上制备不同间距的导电栅线，再在导电栅线上制备导电条，导电栅线与衬底以及导电栅线与导电条的贴合程度容易控制，结果重复性优异，提高测试结果准确性；导电栅线和导电条与待测产品的材质保持一致时，其设计与实际产品差异较小，基于该装置可以直接计算得到导电条与导电栅线的界面接触电阻，得到的界面接触电阻值可以反映待测产品的真实值；此外，基于该装置可以计算得到导电条与导电栅线之间的单个界面接触电阻，可以更好的应用在各个产业中，尤其是适用于应用于光伏行业中，提高测试结果准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图虽然是本发明的一些具体的实施例，对于本领域的技术人员来说，可以根据本发明的各种实施例所揭示和提示的器件结构，驱动方法和制造方法的基本概念，拓展和延伸到其它的结构和附图，毋庸置疑这些都应该是在本发明的权利要求范围之内。

图1是本发明实施例提供的一种接触电阻测试装置的示意图；

图2是图1的侧视图；

图3是本发明实施例提供的一种接触电阻测试装置的测试方法的流程图；

图4是本发明实施例提供的一种接触电阻测试装置的测试方法的流程图；

图5是本发明实施例提供的一种接触电阻测试装置的测试方法的流程图；

图6是电阻和间距的拟合曲线；

图7是电阻和间距的拟合曲线；

图8是电阻和间距的拟合曲线。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本发明实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本发明的技术方案，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例所揭示和提示的基本概念，本领域的技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参考图1所示，为本发明实施例提供的一种接触电阻测试装置的示意图，图2是图1的侧视图。本实施例提供的接触电阻测试装置可以用于测试导电胶的电性能。本实施例提供的接触电阻测试装置包括：衬底1；位于衬底1上的相同尺寸的若干根导电栅线2，导电栅线2沿第一方向y延伸，且若干根导电栅线2沿第二方向x排布，相邻导电栅线2之间的间距l沿第二方向x上增加；位于若干根导电栅线2上的导电条3，导电条3与若干根导电栅线2连接。可选导电条3的材料与光伏组件产片中粘接电池片的导电胶相同，导电栅线2的材料与光伏组件产片中电池片的银栅线相同。可选相邻导电栅线2之间的间距l大于或等于2mm且小于或等于20mm。可选导电条3的厚度t大于或等于0.1mm且小于或等于0.5mm。

本实施例中，可选衬底1为任意一种适用于制作测试装置的半导体衬底，例如衬底1为硅片，在其他实施例中还可选为其他材质。

本实施例中，衬底1上设置有相同尺寸的若干根导电栅线2，若干根导电栅线2平行排布，其中，若干根导电栅线2的相同尺寸是指若干根导电栅线2的宽度保持一致、长度保持一致且厚度保持一致。可选导电栅线2为任意一种导电材料，导电栅线2的制备方法是通过网版印刷在衬底1上。例如导电栅线2为银栅线，以银栅线的制备方法为例，将银浆通过网版印刷在硅片上，印刷完毕后在700-800℃条件下高温烧结形成。导电栅线2的尺寸可以根据测试所需合理设置，本发明中不进行具体限定。

可选相邻导电栅线2之间的间距沿第二方向x增加，其中第二方向为+x方向，则相邻导电栅线2之间的间距从左至右逐渐增加。可选相邻导电栅线2之间的间距大于或等于2mm且小于或等于20mm，以图1所示衬底1上设置7条导电栅线2为例，相邻导电栅线2之间的间距依次标记为l1、l2、l3、l4、l5和l6，其中，2mm≤l1<l2<l3<l4<l5<l6≤20mm。可以理解，导电栅线2的材料包括但不限于银浆，还可以是其他导电或复合导电材料，导电栅线的材料不同则其制备方法也不同，例如工艺、尺寸和温度等参数根据导电栅线材料的不同而适应性调整，本发明中不进行具体限制。导电栅线2的间距保持从小到大增加即可，具体条数和间距数值不进行具体限定。

本实施例中，在导电栅线2上制备导电条3，导电条3为整体结构，可选导电条3的形状为长方形且与衬底1上的所有导电栅线2交叠。可选导电条3为任意一种导电材料，其中导电条3的材料与导电栅线2的材料不同，导电条3的制备方法是待导电栅线2冷却后通过丝网印刷工艺在烧结后的导电栅线2上制备具有均匀厚度的导电条。例如导电条3为导电胶，通过丝网印刷工艺在烧结冷却后的银栅线上制备导电胶，再在150-200℃条件下高温固化10-30min。导电条3的尺寸可以根据测试所需合理设置，本发明中不进行具体限定。

可选导电条3的厚度t大于或等于0.1mm且小于或等于0.5mm，例如导电条3的厚度为0.35mm。可以理解，导电条3的材料包括但不限于导电胶，还可以是其他导电或复合导电材料，导电条的材料不同则其制备方法也不同，相应的工艺、温度和尺寸等根据材料特性而适应性调整，本发明中不进行具体限制。

本实施例中，建立的接触电阻测试装置可以用于测试导电栅线2和导电条3的界面接触电阻。导电栅线2作为被粘结界面，其为本体电阻或本体电阻率已知的材料，导电条3作为待测结构，其为本体电阻或本体电阻率未知且待测的材料，根据建立的接触电阻测试装置可以测试得到导电条3的电性能。

光伏组件产品的基础结构是电池组，电池组包括粘结的电池片，电池片具有银栅线，两个电池片之间采用导电胶进行粘合。导电胶作为基体树脂和导电填料的复合物，兼具有导电性和粘结性，采用粘合电子元件的方式实现电子产品的组装。该导电胶粘合技术相较于传统焊接技术，具有更低的工艺温度、更强的应力特性、工序简单等特点，且避免了含铅焊料的使用及回收工作，是一种环境友好的技术。因此应用在多种电子产品的组装工艺中，尤其适用于替代现有的光伏组件产品中电池互联焊接工艺。

在导电胶粘接电池片互连工艺体系中，光伏组件产品中电阻包括被粘接电池片银栅线本体电阻，导电胶本体电阻，导电胶和被粘接电池片银栅线之间的接触电阻。其中，电池片上的银栅线本体电阻较稳定，因此光伏组件产品中电阻的稳定性主要与导电胶的本体电阻及导电胶与银栅线之间的界面接触电阻密切相关，两者是光伏组件产品生产制作过程中至关重要的参数，光伏组件产品中电阻的波动会直接影响光伏产品性能，因此需考察光伏组件产品电阻的长期可靠性。其中，银栅线与导电胶这两个材料的本体电阻可直接测试得出，但接触电阻难以直接测量得出。

本实施例中，提供接触电阻测试装置，可选导电条3的材料与光伏组件产片中粘接电池片的导电胶相同，导电栅线2的材料与光伏组件产片中电池片的银栅线相同，以高阻硅片为衬底，采用银浆作为被粘结界面，则能够更好的模拟导电胶在实际光伏组件产品中的应用，如此可以直接测得光伏组件产品中导电胶与银栅线的界面接触电阻。采用该接触电阻测试装置可以得出界面接触电阻，又可得出导电胶本体电阻。可选采用四线法用精密电阻测试仪测试界面接触电阻。

本实施例提供的接触电阻测试装置，导电栅线作为被粘结基材，在衬底上制备不同间距的导电栅线，再在导电栅线上制备导电条，导电栅线与衬底以及导电栅线与导电条的贴合程度容易控制，结果重复性优异，提高测试结果准确性；导电栅线和导电条与待测产品的材质保持一致时，其设计与实际产品差异较小，基于该装置可以直接计算得到导电条与导电栅线的界面接触电阻，得到的界面接触电阻值可以反映待测产品的真实值；此外，基于该装置可以计算得到导电条与导电栅线之间的单个界面接触电阻，可以更好的应用在各个产业中，尤其是适用于应用于光伏行业中，提高测试结果准确性。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种接触电阻测试装置的测试方法，该接触电阻测试装置如上任意实施例所述，采用四线法用精密电阻测试仪对接触电阻测试装置进行测试。接触电阻测试装置可选以高阻硅片为衬底，采用银浆作为被粘结界面，能更好的模拟在实际光伏组件中的应用，基于该测试装置进行测试可以得出界面接触电阻。

本实施例提供的测试方法可以通过精密电阻测试仪执行，如图3所示该测试方法包括：

s1、采集相邻导电栅线之间的电阻；

s2、根据相邻导电栅线之间的电阻和间距，计算得到导电条与导电栅线的接触电阻率。

本实施例中，测试仪采用传输线法tlm测试任意相邻两条导电栅线之间的电阻。利用tlm原理得到不同间距与所测电阻的散点图，再作线性拟合，以此计算导电条和导电栅线的接触电阻率。基于上述接触电阻测试装置，采用传输线法可以直接计算得到界面接触电阻率，其结果准确性高，与实际产品的差异较小，可以反映待测产品的真实值。

具体的，如图4所示步骤s2的根据相邻导电栅线之间的电阻和间距计算得到导电条与导电栅线的接触电阻率的操作具体包括如下步骤：

s21、根据相邻导电栅线之间的电阻和间距，拟合电阻～间距方程；

s22、根据电阻～间距方程的截距，计算得到导电条与导电栅线的接触电阻及接触电阻率。

具体的，如图5所示步骤s1的采集相邻导电栅线之间的电阻的操作之后，还包括如下步骤：根据相邻导电栅线之间的电阻和间距，计算得到导电条的体电阻率。可选根据相邻导电栅线之间的电阻和间距计算得到导电条的体电阻率，包括：

s31、根据相邻导电栅线之间的电阻和间距，拟合电阻～间距方程；

s32、根据电阻～间距方程的斜率，计算得到导电条的体电阻及体电阻率。

以图1所示接触电阻测试装置包括7条导电栅线为例，其中，可选导电栅线为银栅线，导电条为导电胶，衬底为硅片，用于测试光伏组件产品中导电胶与银栅线的界面接触电阻。

测试仪依次测试得到银栅线2a和2b之间的电阻rab，银栅线2b和2c之间的电阻rbc，银栅线2c和2d之间的电阻rcd，银栅线2d和2e之间的电阻rde，银栅线2e和2f之间的电阻ref，银栅线2f和2g之间的电阻rfg。可以理解，任意相邻两个银栅线之间的总电阻r包括左侧一条银栅线的本体电阻ra、右侧一条银栅线的本体电阻ra、导电胶与左侧银栅线接触的界面接触电阻rc、导电胶与右侧银栅线接触的界面接触电阻rc以及两条银栅线之间的导电胶区域的本体电阻re，即r＝2ra+2rc+re。

若干根银栅线2的尺寸完全相同，因此银栅线2的本体电阻相同，均为ra；与银栅线2接触的导电胶区域为均匀的长方体结构，因此导电胶与银栅线2之间的接触电阻相同，均为rc；两条银栅线2之间的导电胶区域为均匀的长方体结构，其阻值与沿x方向的长度l成正比，且与沿y方向上的横截面积成反比，该导电胶区域的横截面积为导电胶沿y方向宽度w*导电胶厚度t。则任意两条银栅线之间的总电阻为r＝2ra+2rc+re＝2ra+2rc+ρe·l/wt，ρe为导电胶的本体电阻率，该方程中，r和ra可以通过测试仪直接测量得到，rc未知，ρe未知，接触电阻测试装置制备完成后相邻银栅线间距l、导电胶宽度w和导电胶厚度t均为已知数值。

如上所述，l发生变化，则导致r发生变化，其中，l＝l1时r＝rab，l＝l2时r＝rbc，l＝l3时r＝rcd，l＝l4时r＝rde，l＝l5时r＝ref，l＝l6时r＝rfg。根据tlm原理，拟合曲线如图6所示，可以发现r与l呈线性关系，r＝(2ra+2rc)+(ρe/wt)·l，以此可以计算得出纵截距，其中纵截距＝2ra+2rc，且测试仪通过四线法可测试得到ra，基于此，可以计算得出导电胶与银栅线2之间的接触电阻rc。由于存在“电流拥挤”效应，导电胶与银栅线之间的接触电阻的有效电流传输长度并不等于其几何尺寸，因此导电胶与银栅线之间的接触电阻率ρc＝rc·ac＝rc·lt·w，其中ac表示导电胶与银栅线之间的有效接触面积，lt表示导电胶与银栅线之间的有效电流传输长度即界面有效接触长度，lt的数值等于图6所示r～l曲线的横截距/2，横截距为-2lt。基于此，可以计算得出导电胶与银栅线之间的接触电阻率ρc。

根据tlm原理，拟合曲线后可以发现，如图6所示r与l呈线性关系，r＝(2ra+2rc)+(ρe/wt)·l，以此还可以计算得出斜率，其中斜率＝ρe/wt，w和t为已知参数，则可以计算得出导电胶的本体电阻率ρe。根据导电胶的体电阻率，以及不同的银栅线间距，可以计算得到导电胶的体电阻re。

本实施例提供一个具体示例，其中，导电胶的宽度w＝5mm，厚度t＝0.16mm，l1＝3.2mm，l2＝4.8mm，l3＝7.5mm，l4＝11.5mm，l5＝12.9mm，l6＝15.1mm，rab＝70.59mω，rbc＝84.7mω，rcd＝122.6mω，rde＝181.8mω，ref＝207.3mω，rfg＝228.9mω。拟合方程后得到y＝21.602+13.932x，拟合曲线如图7所示，r²＝0.9958，其中y表征相邻两个银栅线之间的总电阻，x表征该两个银栅线之间的间距。基于此，可以计算得出导电胶的本体电阻率ρe＝1.11mω·cm，以及计算得出导电胶与银栅线之间的接触电阻率ρc＝0.29mω·cm²。

本实施例提供另一个具体示例，其中，导电胶的宽度w＝10mm，厚度t＝0.5mm，l1＝3.3mm，l2＝5.05mm，l3＝7.03mm，l4＝9.57mm，l5＝12.42mm，l6＝18.56mm，rab＝20.12mω，rbc＝25.91mω，rcd＝32.88mω，rde＝41.96mω，ref＝50.6mω，rfg＝73.15mω。拟合方程后得到y＝8.499+3.4619x，拟合曲线如图8所示，r²＝0.9994，其中y表征相邻两个银栅线之间的总电阻，x表征该两个银栅线之间的间距。基于此，可以计算得出导电胶的本体电阻率ρe＝1.73mω·cm，以及计算得出导电胶与银栅线之间的接触电阻率ρc＝0.17mω·cm²。

显然，采用以上测试方法可以直接获得导电胶的本体电阻率以及导电胶与银栅线之间的接触电阻率，采用以上接触电阻测试装置可以更好的模拟导电胶在实际光伏组件中的接触电阻，并且界面接触程度易控制，数据波动性小，重复性好，可同时得到接触电阻与体积电阻，测试过程操作简单，易实现。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当一个或多个程序被一个或多个处理器执行，使得一个或多个处理器实现如上任一实施例所述的接触电阻测试装置的测试方法。可选电子设备还包括输入装置和输出装置，电子设备中处理器、存储装置、输入装置和输出装置可以通过总线或其他方式连接。

存储装置即存储器作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的接触电阻测试装置的测试方法对应的程序指令/模块。处理器通过运行存储在存储装置中的软件程序、指令以及模块，从而执行电子设备的各种功能应用以及数据处理，即实现本发明实施例所提供的接触电阻测试装置的测试方法。

存储装置可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储装置可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储装置可进一步包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至电子设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

输入装置可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与电子设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入，可以包括键盘、鼠标等。输出装置可包括显示屏等显示设备。

本实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序即计算机可执行指令，该程序被处理器执行时用于实现如上任一实施例所述的接触电阻测试装置的测试方法。

当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的接触电阻测试装置的测试方法中的相关操作。

通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(read-onlymemory,rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory,ram)、闪存(flash)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

值得注意的是，上述搜索装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互组合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。