[发明专利]基于深能级瞬态谱的多结太阳电池缺陷检测方法

说明书

本发明公开了一种基于深能级瞬态谱的多结太阳电池缺陷检测方法，通过获得多结太阳电池中各子电池的电容和总电容；在不同的温度下对多结太阳电池进行电脉冲激发的DLTS测试，并获得多结太阳电池总电容的瞬态变化曲线，利用相关函数转化为随温度变化的DLTS信号谱，并记录为T₁；在不同的温度下对多结太阳电池进行不同波长光脉冲激发的DLTS测试，并获得太阳电池总电容的瞬态变化曲线，利用相关函数转化为随温度变化的DLTS信号谱，并记录为T₂......T_n；分别将T₁......T_n两两对比可以区分不同子电池中的深能级陷阱，从而实现多结太阳电池各个子电池深能级陷阱的分离。

技术领域

本发明涉及电子器件测试技术领域，尤其涉及一种基于深能级瞬态谱的多结太阳电池缺陷检测方法。

背景技术

GaAs(砷化镓)以其高光吸收系数、高可靠性、抗辐射性能好和耐高温等优点，成为制备空间用太阳电池的主要材料。随着与GaAs电池晶格匹配的具有不同禁带宽度的III-V族半导体材料的发展和应用，将不同材料构成的多个子电池层叠起来形成多结太阳能电池，可以大幅提高太阳电池的光电转换效率。尽管基于GaAs的III-V族多结太阳电池的成本很高，但由于其卓越的性能和高稳定性使其反而节省了发射成本。所以III-V族多结太阳电池用很短的时间，就成为了空间太阳电池的主流，目前的空间太阳电池全部都使用高效率的III-V族多结太阳电池。

但是，GaAs太阳电池在制备过程中引入的深能级杂质和缺陷，以及空间应用中的质子和电子等辐射粒子入射导致的材料位移损伤，都可能在太阳电池中形成深能级陷阱。这些深能级陷阱作为非辐射复合中心，将降低材料中载流子的寿命，最终导致太阳电池性能退化，如最大输出功率减小、量子效率降低等，因此，对深能级陷阱进行测试和评估是太阳电池研制和应用过程中面临的一个重要的课题。

深能级瞬态谱(DLTS)是检测半导体材料中深能级陷阱最有效的方法之一，比较适用于肖特基结、pn结等简单结构的深能级陷阱测试。通过在测试结构两端施加快速变化的偏压，监测空间电荷区电容的瞬态变化来实现陷阱的测试。通常的单结太阳电池由一个pn结构成，其DLTS测试相对比较简单。但空间用多结太阳电池是多个子电池串联而成，DLTS测试得到的空间电荷区电容的瞬态变化其实是各个子电池电容变化共同作用的结果。因此，最终得到的DLTS信号也是各个子电池深能级陷阱产生的混合信号，对该DLTS测试结果进行分析并区分出不同子电池的深能级陷阱将变得非常困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于深能级瞬态谱的多结太阳电池缺陷检测方法，实现多结太阳电池各个子电池深能级陷阱的分离。

本发明的一个方面提供一种基于深能级瞬态谱的多结太阳电池缺陷检测方法，包括：

S1：获得多结太阳电池中各子电池的电容和各子电池的浅掺杂浓度；

S2：利用各子电池的电容计算多结太阳电池的总电容；

S3：在不同的测试温度下对多结太阳电池进行电脉冲激发的DLTS测试，并获得各测试温度所对应的多结太阳电池总电容的瞬态变化曲线；

S4：利用相关函数将各测试温度所对应的多结太阳电池总电容的瞬态变化曲线转化为随温度变化的DLTS信号谱，并记录为T₁；

S5：在不同的测试温度下对多结太阳电池进行特定波长光脉冲激发的DLTS测试，并获得各测试温度所对应的多结太阳电池总电容的瞬态变化曲线；