硅太阳能电池接触电阻测量中漏电流的分析模型

《IEEE Journal of Photovoltaics》：Analytical Model of Leakage Currents in Contact Resistivity Measurements on Silicon Solar Cells

两导电层系统中泄漏电流的解析模型研究。通过传输线法（TLM）实验和Quokka3仿真，发现界面电阻（100-1kΩ/cm2）显著影响表观面电阻率（减少0.3-9.6Ω），线性回归低估接触电阻率2倍，而新模型能准确恢复参数（偏差<0.2%）。

　　

摘要：

我们推导出了一个解析模型，用于描述由两层导电材料构成的欧姆系统中的泄漏电流。电流在第一层的两个接触点处流入和流出，而在第二层中则通过一个电阻性界面产生。在光伏领域，这类界面的例子包括TOPCon太阳能电池的隧道界面、硅异质结（SHJ）太阳能电池的高低电位结以及低电流密度下的p-n结。实验中，在对SHJ太阳能电池进行转移长度法（TLM）测量时观察到了这些模型预测的泄漏电流，这是由于p-n结存在有限的并联电阻所致。利用这一新模型，我们发现：在典型的TLM实验设置中（接触距离为1厘米），当顶层电阻R为100 Ω时，对于界面电阻率分别为100 Ω、10 Ω和1 kΩ的情况，表观片电阻分别降低了0.3 Ω、2.6 Ω和9.6 Ω。通过使用常用的线性回归方法对测量数据进行分析，结果发现接触电阻比新模型的数值最小二乘拟合结果高出两倍。在使用Quokka3太阳能电池仿真软件进行的合成数据研究中也得到了类似的结果：线性回归评估得出的接触电阻偏差高达10 mΩ/cm。然而，当使用新的解析模型重新处理相同数据时，接触电阻和片电阻的原始仿真参数的恢复偏差均低于0.2%。