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光电导衰退测量锗和硅体少数载流子寿命的测量方法

2013-10-23 14:13| 发布者: echo| 查看: 8545| 评论: 0

摘要: 本标准最初由ASTM国际发布为ASTM F28-63T。它由ASTM投票程式正式批准,并遵守ASTM专利要求。虽然本标准的所有权已移交到SEMI,但它未经SEMI投票程式正式批准,它既不遵从SEMI关于专利的规则,也不遵从SEMI的编辑准则 ...
11.7.4 确定和记录作为tFi平均值的平均样条寿命tF。如果tFi差值大于10%,不要记录平均值,将此样品报告为不适于用本测量方法测量。

注10——特别是在p型硅的情况,寿命是注入载流子浓度的变化非常迅速的函数,采用宽范围的平均值可能涉及很大的误差。

11.8  检查陷阱的存在。注意从衰退曲线上低于峰值DV0的25%以下部位的点子对上测得的样条寿命的变化。如果样条寿命值随着测量沿曲线往下而增大,则陷阱存在。消除陷阱的方法是将样品加热到50-70℃或以恒定的背景光照射。如果陷阱的贡献大于衰退曲线总幅度的5%,将此样品报告为由于陷阱效应不适于用本测量方法测量。

11.9  确认载流子没有扫出到样品端面。

11.9.1 关断或遮断光源,测量样品两端直流电压Vdc。

11.9.2 计算Vdc与 的乘积。如果此乘积大于或等于表4中被测量材料和样品类型的常数,进到11.10节。扫出条件满足。

注11——给出的常数是针对推荐长度的样品的。如果使用另外尺寸的样品,条件由下式给出:

           Vdc £30l/
其中:

l    =样品长度,单位为mm,

m    =少数载流子迁移率,单位为cm2/V×s(见表4),

tF    =样条寿命,单位为ms。

11.9.3 果扫出条件不满足,减小通过样品的电流以减小Vdc。

11.9.4 这样做将改变衰退曲线的形状,从而改变tF值。重复11.4至11.9.3的步骤,直至tF不变及扫出条件满足。

11.10  低注入水平条件是否满足。

11.10.1 在满足扫出条件的同一电流下,开光源电源,测量脉冲幅度峰值DV0。

11.10.2 如果DV0/Vdc£0.01,进到计算节,对本测量方法而言注入水平足够低。

11.10.3 如果DV0/Vdc>0.01,按下式修正样条寿命:

           tF=tFmeas[1-(DV0/Vdc)]

其中:

tFmeas =按11.6节测出的或按11.7.4节计算出的样条寿命值,

tF    =样条寿命修正值。

12.  测量方法B步骤—斩波光法

12.1  将样品夹在样品架中,调整光孔位置使样品中心部位受光照。确认样品架温度为27±1℃。记录此温度。

12.2  开光源电源,接好前置放大器和示波器连线。

12.3  接通及调节电流使样品两端电压为2至5V。调节脉冲幅度和示波器垂直增益和时基扫描速度控制器,使得在示波器上可以看到若干个周期的信号。

12.4  调节脉冲宽度使脉冲幅度在关断之前达到饱和值DV0,调节脉冲关断时间使得在脉冲之间的信号回到基线(直流电压值)。

12.5  调节示波器时基扫描速度控制器和电流和脉冲幅度使得在示波器上可以看到大幅度的单一迹线。不要使直流电压超过5V。调节示波器垂直位移控制器使基线与示波屏上标出的所需刻度重合。再按需要再次调节其它控制器直至迹线充满示波屏(见图3)。

12.6  关断电流,保持光源为开的状态,其它控制器不变。观察是否在示波器上能检测到光电压信号。如果能检测到大于脉冲峰植1%的信号,将样品标为由于有非均匀性的存在不适于用本法测量。

12.7  如果观察不到光电压信号,将光电导信号衰退的起点与衰退曲线上光电导信号为饱和值的0.37的点之间的时间作为样条寿命tF的一级近似。

12.8  提高前置放大器的低频阈(直至10/tF)以消除低频噪音。不要将低频阈提高到衰退曲线显示正增长的程度。

12.9  确认载流子没有扫出到样品端面(5)。

12.9.1 关断或遮断光源,测量样品两端直流电压Vdc。

12.9.2 如果扫出条件满足(即对n型硅Vdc£1170/tF,对p型硅Vdc£390/tF),进到12.10节。

注12——12.9.2节给出的常数是针对B尺寸和C尺寸样品及7.5节中规定的光照长度(30mm)而言的。如果使用另外尺寸的样品,条件由下式给出:

           Vdc£(106×lc×l)/(500×m×tF)

其中:

lc  =光照样品区与负接触端(对n型硅)或正接触端(对p型硅)之间的距离,mm,

l   =样品长度,mm,

m   =少数载流子迁移率,cm2/V×s(见表4),

tF     =样条寿命,ms。

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