3 、光伏電池的電容測量
　　與I-V測量類似,，電容測量也用于太陽能電池的特征分析。根據(jù)所需測量的電池參數(shù),，我們可以測出電容與直流電壓,、頻率,、時間或交流電壓的關(guān)系。例如,，測量PV電池的電容與電壓的關(guān)系有助于我們研究電池的摻雜濃度或者半導(dǎo)體結(jié)的內(nèi)建電壓,。電容-頻率掃描則能夠?yàn)槲覀儗ふ襊V襯底耗盡區(qū)中的電荷陷阱提供信息。電池的電容與器件的面積直接相關(guān),，因此對測量而言具有較大面積的器件將具有較大的電容,。
　
　　C-V測量測得的是待測電池的電容與所加載的直流電壓的函數(shù)關(guān)系。與I-V測量一樣,，電容測量也采用四線技術(shù)以補(bǔ)償引線電阻,。電池必須保持四線連接。測試配置應(yīng)該包含帶屏蔽的同軸線纜,，其屏蔽層連接要盡可能靠近PV電池以最大限度減少線纜的誤差,。基于開路和短路測量的校正技術(shù)能夠減少線纜電容對測量精度的影響,。C-V測量可以在正偏也可以在反偏情況下進(jìn)行,。反偏情況下電容與掃描電壓的典型曲線（如圖6所示）表明在向擊穿電壓掃描時電容會迅速增大。

圖6. PV電池電容與電壓關(guān)系的典型曲線,。

　　另外一種基于電容的測量是激勵電平電容壓型（DLCP）,，可在某些薄膜太陽能電池（例如CIGS）上用于判斷PV電池缺陷密度與深度的關(guān)系。這種測量要加載一個掃描峰-峰交流電壓并改變直流電壓,，同時進(jìn)行電容測量,。必須調(diào)整這兩種電壓使得即使在掃描交流電壓時也保持總加載電壓（交流+直流）不變。通過這種方式,，材料內(nèi)部一定區(qū)域中暴露的電荷密度將保持不變,，我們就可以得到缺陷密度與距離的函數(shù)關(guān)系。²
　
4.1  電阻率與霍爾電壓的測量
　
　　PV電池材料的電阻率可以采用四針探測的方式3,，通過加載電流源并測量電壓進(jìn)行測量,，其中可以采用四點(diǎn)共線探測技術(shù)或者范德堡方法。
　
　　在使用四點(diǎn)共線探測技術(shù)進(jìn)行測量時,，其中兩個探針用于連接電流源,，另兩個探針用于測量光伏材料上電壓降。在已知PV材料厚度的情況下,，體積電阻率（ρ）可以根據(jù)下列公式計(jì)算得到：
　
　　ρ = (π/ln2)(V/I)(tk)
　
　　其中,，ρ =體積電阻率，單位是Ωcm,，V=測得的電壓,，單位是V,，I=源電流，單位是A,，t=樣本厚度,，單位是cm，k=校正系數(shù),，取決于探針與晶圓直徑的比例以及晶圓厚度與探針間距的比例,。
　
4.2 范德堡電阻率測量方法
　
　　測量PV材料電阻率的另外一種技術(shù)是范德堡方法。這種方法利用平板四周四個小觸點(diǎn)加載電流并測量產(chǎn)生的電壓,，待測平板可以是厚度均勻任意形狀的PV材料樣本,。
　
　　范德堡電阻率測量方法需要測量8個電壓。測量V1 到 V8是圍繞材料樣本的四周進(jìn)行的,，如圖7所示。

圖7. 范德堡電阻率常用測量方法

　　按照下列公式可以利用上述8個測量結(jié)果計(jì)算出兩個電阻率的值：
　
　　ρA = (π/ln2)(fAts)[(V1 – V2 +V3 – V4)/4I]
　　ρB = (π/ln2)(fBts)[(V5 – V6 +V7 – V8)/4I]
　
　　其中,，ρA 和 ρB分別是兩個體積電阻率的值,，ts =樣本厚度，單位是cm,，V1 – V8是測得的電壓,，單位是V，I=流過光伏材料樣品的電流,，單位是A,，fA 和 fB是基于樣本對稱性的幾何系數(shù)，它們與兩個電阻比值QA 和 QB相關(guān),，如下所示：
　
　　QA = (V1 – V2)/(V3 – V4)
　　QB = (V5 – V6)/(V7 – V8)
　
　　當(dāng)已知ρA 和 ρB的值時,，可以根據(jù)下列公式計(jì)算出平均電阻率（ρAVG）：
　
　　ρAVG = (ρA + ρB)/2
　
　　高電阻率測量中的誤差可能來源于多個方面，包括靜電干擾,、漏電流,、溫度和載流子注入。當(dāng)把某個帶電的物理拿到樣本附近時就會產(chǎn)生靜電干擾,。要想最大限度減少這些影響,，應(yīng)該對樣本進(jìn)行適當(dāng)?shù)钠帘我员苊馔獠侩姾伞＿@種屏蔽可以采用導(dǎo)電材料制作,，應(yīng)該通過將屏蔽層連接到測量儀器的低電勢端進(jìn)行正確的接地,。電壓測量中還應(yīng)該使用低噪聲屏蔽線纜。漏電流會影響高電阻樣本的測量精度,。漏電流來源于線纜,、探針和測試夾具，通過使用高質(zhì)量絕緣體,，最大限度降低濕度,，啟用防護(hù)式測量,，包括使用三軸線纜等方式可以盡量減少漏電流。
　
5 ,、脈沖式I-V測量
　　除了直流I-V和電容測量,，脈沖式I-V測量也可用于得出太陽能電池的某些參數(shù)。特別是,，脈沖式I-V測量在判斷轉(zhuǎn)換效率,、最短載流子壽命和電池電容的影響時一直非常有用。
　
　　本文詳細(xì)介紹的這些PV測量操作都可以利用針對半導(dǎo)體評測設(shè)計(jì)的自動化測試系統(tǒng)快速而簡便地實(shí)現(xiàn),，例如來自吉時利儀器公司的4200-SCS半導(dǎo)體特征分析系統(tǒng)4,。該系統(tǒng)能夠采用四針探測方式提供并吸收電流，并支持軟件控制的電流,、電壓和電容測量,。該系統(tǒng)可以配置各種源和測量模塊，進(jìn)行連續(xù)式的和脈沖式的I-V與C-V測量,，得到一些重要的PV電池參數(shù),。例如，該系統(tǒng)可以利用4225-PMU模塊連接到PV電池上進(jìn)行脈沖式I-V掃描（如圖8所示）5,。除了提供脈沖電壓源,，該P(yáng)MU還能夠吸收電流，從而測出太陽能電池的輸出電流,，如圖9所示,。4200-SCS系統(tǒng)支持各種硬件模塊和軟件測量函數(shù)庫。

  太陽能電池
                                SMA同軸線                           
 連接公共端

圖8. 4225-PMU模塊可用于PV電池的脈沖式I-V測量

圖9. 硅PV電池脈沖式I-V測量的繪圖表示曲線