太陽(yáng)能電池電池系列之方塊電阻

1、丫丫學(xué)電池系列之方塊電阻摘要：本篇是丫丫自“半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)”篇之后，再次回歸基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)記錄。蒸發(fā)鋁膜、導(dǎo)電漆膜、印制電路板鋁箔膜等薄膜狀導(dǎo)電材料，衡量它們厚度的最好方法就是測(cè)試它們的方阻。本篇學(xué)習(xí)記錄主要涉及方阻的概念、意義、測(cè)量方法等。、基本概念方阻就是方塊電阻，又稱面電阻，指一個(gè)正方形的薄膜導(dǎo)電材料邊到邊“之”間的電阻，如圖一所示，即B邊到C邊的電阻值。方塊電阻有一個(gè)特性，即任意大小的正方形邊到邊的電阻都是一樣的，不管邊長(zhǎng)是1米還是0.1米，它們的方阻都是一樣，這樣方阻僅與導(dǎo)電膜的厚度等因素有關(guān)。方塊電阻的計(jì)算公式：Rs=p/t（其中p為塊材的電阻率,t為塊材厚度）二、利用方阻監(jiān)控?cái)U(kuò)散

2、方塊電阻是一個(gè)二級(jí)概念，真正的核心是擴(kuò)散深度。一般擴(kuò)散深度會(huì)影響電性能參數(shù)，因?yàn)閿U(kuò)散深度無(wú)法測(cè)量，所以只能通過(guò)測(cè)電阻來(lái)大概反映擴(kuò)散深度和擴(kuò)散濃度。他是一個(gè)深度和濃度，以及體材料多重作用的結(jié)果，至于其和電性能參數(shù)各值之間的線性關(guān)系，目前沒有什么特定方程式，都是通過(guò)經(jīng)驗(yàn)來(lái)控制在一定的方位，做到30-50的都有。方阻一般只是在擴(kuò)散后進(jìn)行監(jiān)控，監(jiān)控方阻就是為了監(jiān)控?cái)U(kuò)散的穩(wěn)定性。測(cè)試方阻跟最后的燒結(jié)工序的影響也是很重要的，因?yàn)榻Y(jié)的深度也會(huì)影響你最后燒結(jié)的深度，否則有可能出現(xiàn)Rs的異常。所以方阻也是燒結(jié)條件的重要指標(biāo)。一般結(jié)深則電阻小，摻雜濃度高。電阻小了，摻雜量就高了，表面死層就會(huì)多，這樣會(huì)犧牲很多電流

3、；電阻大了，電流的收集就會(huì)比較困難；方阻要做高，是需要其他相關(guān)條件保障的，假如其他條件不滿足，效率反而會(huì)降低。一般擴(kuò)散溫度越高，時(shí)間越長(zhǎng)，流量越大，方阻就越小，結(jié)就越深。除了擴(kuò)散之外，生產(chǎn)中的其它工序?qū)Ψ阶枰矔?huì)產(chǎn)生影響。一般如果是穩(wěn)定生產(chǎn)，方阻也是穩(wěn)定的。后道生產(chǎn)中，假如出現(xiàn)大量問(wèn)題片，看癥狀跟方阻有可能相關(guān)的，就可以去反查工序中是否出現(xiàn)了問(wèn)題，即使電池也是可以測(cè)試的。但是這個(gè)只能相對(duì)參考，一般公司都會(huì)規(guī)定方阻多少到多少之間的片子可以進(jìn)入流程，另外的就要返工，但是因?yàn)槭浅闄z，誰(shuí)又能保障進(jìn)入流程的都是好的呢，甚至員工有可能會(huì)偷懶，好的片子壞的片子都流入流程。三、方阻的測(cè)量1、銅棒測(cè)方阻可不可以用

4、萬(wàn)用表電阻檔直接測(cè)試圖一所示的材料呢？不可以的，因萬(wàn)用表的表筆只能測(cè)試點(diǎn)到點(diǎn)之間的電阻，而這個(gè)點(diǎn)到點(diǎn)之間的電阻不表示任何意義。如要測(cè)試方阻，首先我們需要在A邊和B邊各壓上一個(gè)電阻比導(dǎo)電膜電阻小得多的圓銅棒，而且這個(gè)圓銅棒光潔度要高,以便和導(dǎo)電膜接觸良好。這樣我們就可以通過(guò)用萬(wàn)用表測(cè)試兩銅棒之間的電阻來(lái)測(cè)出導(dǎo)電薄膜材料的方阻。如果方阻值比較小，如在幾個(gè)歐姆以下，因?yàn)榇嬖诮佑|電阻以及萬(wàn)用表本身性能等因素，用萬(wàn)用表測(cè)試就會(huì)存在讀數(shù)不穩(wěn)和測(cè)不準(zhǔn)的情況。這時(shí)就需要用專門的用四端測(cè)試的低電阻測(cè)試儀器，如毫歐計(jì)、微歐儀等。測(cè)試方法如下：用四根光潔的圓銅棒壓在導(dǎo)電薄膜上，如圖二所示。竜計(jì)圖二i1W四根銅棒用A

5、、B、C、D表示，它們上面焊有導(dǎo)線接到毫歐計(jì)上，我們使BC之間的距離L等于導(dǎo)電薄膜的寬度W,至于AB、CD之間的距離沒有要求，一般在1020mm就可以了，接通毫歐計(jì)以后，毫歐計(jì)顯示的阻值就是材料的方阻值。這種測(cè)試方法的優(yōu)點(diǎn)是：（1）用這種方法毫歐計(jì)可以測(cè)試到幾百毫歐，幾十毫歐，甚至更小的方阻值。（2）由于采用四端測(cè)試，銅棒和導(dǎo)電膜之間的接觸電阻，銅棒到儀器的引線電阻，即使比被測(cè)電阻大也不會(huì)影響測(cè)試精度。（3）測(cè)試精度高。由于毫歐計(jì)等儀器的精度很高，方阻的測(cè)試精度主要由膜寬W和導(dǎo)電棒BC之間的距離L的機(jī)械精度決定，由于尺寸比較大，這個(gè)機(jī)械精度可以做得比較高。在實(shí)際操作時(shí)，為了提高測(cè)試精度和為了測(cè)

6、試長(zhǎng)條狀材料，W和L不一定相等，可以使L比W大很多，此時(shí)方阻Rs=Rx*W/L,Rx為毫歐計(jì)讀數(shù)。2、四探針?lè)y(cè)方阻銅棒測(cè)方阻的方法雖然精度比較高，但比較麻煩，尤其在導(dǎo)電薄膜材料比較大，形狀不整齊時(shí)，很難測(cè)試，這時(shí)就需要用專用的四探針探頭來(lái)測(cè)試材料的方阻，如圖三所示。薄膜材料三*也端探頭I探頭由四根探針阻成，要求四根探針頭部的距離相等。四根探針由四根引聯(lián)接到方阻測(cè)試儀上，當(dāng)探頭壓在導(dǎo)電薄膜材料上面時(shí)，方阻計(jì)就能立即顯示出材料的方阻值，具體原理是外端的兩根探針產(chǎn)生電流場(chǎng)，內(nèi)端上兩根探針測(cè)試電流場(chǎng)在這兩個(gè)探點(diǎn)上形成的電勢(shì)。因?yàn)榉阶柙酱?，產(chǎn)生的電勢(shì)也越大，因此就可以測(cè)出材料的方阻值。需要提出的是雖然

7、都是四端測(cè)試，但原理上與圖二所示用銅棒測(cè)方阻的方法不同。因電流場(chǎng)中僅少部分電流在BC點(diǎn)上產(chǎn)生電壓（電勢(shì)）。所示靈敏度要低得多，比值為1：4.53。影響探頭法測(cè)試方阻精度的因素：（1）要求探頭邊緣到材料邊緣的距離大大于探針間距，一般要求10倍以上。（2）要求探針頭之間的距離相等，否則就要產(chǎn)生等比例測(cè)試誤差。（3）理論上講探針頭與導(dǎo)電薄膜接觸的點(diǎn)越小越好。但實(shí)際應(yīng)用時(shí)，因針狀電極容易破壞被測(cè)試的導(dǎo)電薄膜材料，所以一般采用圓形探針頭。3、實(shí)際測(cè)量中需要注意的問(wèn)題（1）如果被測(cè)導(dǎo)電薄膜材料表面上不干凈，存在油污或材料暴露在空氣中時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，形成氧化層，會(huì)影響測(cè)試穩(wěn)定性和測(cè)試精度。在測(cè)試中需要引起注意。（2）如探頭的探針存在油污等也會(huì)引起測(cè)試不穩(wěn)，此時(shí)可以把探頭在干凈的白紙上滑動(dòng)幾下擦一擦可以了。（3）如果材料是蒸發(fā)鋁膜等，蒸發(fā)的厚度又太薄的話，形成的鋁膜不能均勻的連成一片，而是形成點(diǎn)狀分布