12、钝化发射极和背接触太阳能电池的表征设备及性能分析

钝化发射极和背接触太阳能电池的表征设备及性能分析

1. 扫描电子显微镜（SEM）

扫描电子显微镜（SEM）是一种特殊的电子显微镜，它通过聚焦电子束扫描样品表面来生成图像。在材料研究实验室和半导体行业中应用广泛。场发射扫描电子显微镜（FE - SEM）可用于研究特殊表面结构（SDR）和纹理化硅片的表面形态。该系统有九个样品台，可一次插入九个样品。借助场发射（FE）电子枪，SEM可实现1纳米的分辨率。其放大倍数取决于扫描系统而非透镜，能以3倍至150,000倍的广泛放大倍数对聚焦表面成像。

2. 四探针测量

四探针是测量半导体晶圆薄层电阻的简单而重要的仪器。它可用于测量扩散n +发射极层的薄层电阻和晶体硅片的电阻率。一般来说，薄层电阻值代表薄膜的横向导电性。虽然简单的两探针法也能测量薄层电阻，但会受到寄生电阻（如探针接触电阻、探针电阻和扩展电阻）的影响。在四探针法中，探针位置保持等距，电流通过两个外侧探针，电压在两个内侧探针之间测量。半导体薄层电阻通过以下公式计算：
[R_{sh} = \frac{\pi}{\ln2}\frac{V}{I} \approx 4.53\frac{V}{I}]
其中，(R_{sh})是薄层电阻，(V)是从两个内侧电压探针测量的电压，(I)是通过两个外侧电流探针的电流，4.53是四探针测量的几何校正因子。此外，钝化发射极和背接触（PERC）太阳能电池发射极的掺杂分布可通过电化学电容 - 电压（ECV）测量得到。

3. 厚度轮廓仪

厚度轮廓仪是用于测量表面粗糙度、关键台阶尺寸和曲率的典型测量仪器。在轮廓仪中，金刚石触针在样品上进行横向和垂直移动，触针的垂直移动用于测量表面粗糙度，能测量小表面