少子寿命测试方法

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半导体少子寿命测量实验

半导体少子寿命测量实验实验：半导体少子寿命的测量一．实验的目的与意义非平衡少数载流子（少子）寿命是半导体材料与器件的一个重要参数。

其测量方法主要有稳态法和瞬态法。

高频光电导衰退法是瞬态测量方法，它可以通过直接观测少子的复合衰减过程测得其寿命。

通过采用高频光电导衰退法测量半导体硅的少子寿命，加深学生对半导体非平衡载流子理论的理解，使学生学会用高频光电导测试仪和示波器来测量半导体少子寿命。

二．实验原理半导体在一定温度下，处于热平衡状态。

半导体内部载流子的产生和复合速度相等。

电子和空穴的浓度一定，如果对半导体施加外界作用，如光、电等，平衡态受到破坏。

这时载流子的产生超过了复合，即产生了非平衡载流子。

当外界作用停止后，载流子的复合超过产生，非平衡少数载流子因复合而逐渐消失。

半导体又恢复平衡态。

载流子的寿命就是非平衡载流子从产生到复合所经历的平均生存时间，以τ来表示。

下面我们讨论外界作用停止后载流子复合的一般规律。

当以恒定光源照射一块均匀掺杂的n 型半导体时，在半导体内部将均匀地产生非平衡载流子Δn 和Δp 。

设在t=0时刻停止光照，则非平衡载流子的减少-d Δp /dt 应等于非平衡载流子的复合率Δp （t ）/τ。

1/τ为非平衡载流子的复合几率。

即：()τt p dt p d ?=?- （1-1）在小注入条件下，τ为常量，与Δp （t ）无关，这样由初始条件：Δp （0）=（Δp ）0可解得：()τt e p t p -?=?0 （1-2）由上式可以看出：1、非平衡载流子浓度在光照停止后以指数形式衰减，Δp （∝）=0,即非平衡载流子浓度随着时间的推移而逐渐消失。

2、当t=τ时，Δp （τ）=（Δp ）0/e 。

即寿命τ是非平衡载流子浓度减少到初始值的1/e 倍所经过的时间。

因此，可通过实验的方法测出非平衡载流子对时间的指数衰减曲线，由此测得到少子寿命值τ。

图1-1 高频光电导衰退法测量原理图高频光电导衰减法测量原理如图1-1所示。

实验衰减法测寿命

实验四高频光电导衰减法测量硅（锗）单晶少子寿命少子寿命是少数载流子的平均生存时间，本实验的目的是使学生更深入地理解高频光电导衰减法测少子寿命的原理，并掌握测试方法。

一、实验原理１、高频光电导法的测试原理（l）装置高频光电导测试装置如图２.１所示。

它主要由光学和电学两大部分组成。

光学系统主要是脉冲光源系统。

充电到几千伏的电容器，用脉冲触发，．通过氙气灯放电，给出余辉时间小于10ps 的光脉冲（1 次／ｓ）。

经光栏、聚光镜、滤波片发射于样品。

这种光源，光强强频谱丰富，能为硅、锗提供本征吸收边附近的有效激发光（硅是1．1ps，锗是1．7ps）在样品厚度范围内产生分布均匀的非平衡载流子。

但其中短波强吸收光只在前表面处产生非平衡载流子。

而它们会在表面复合掉。

故高、中阻样品要用硅或锗滤光片滤去短波强吸收光，以减小表面效应。

光源光强由氙灯直流高压、光栏和滤光片（厚0．5～2 mm）联合调节，并能在很宽范围内改变，以适应不同阻值的小信号测试要求。

对于τ＜１０μｓ者用余辉时间小于lμｓ的红外脉冲光源（３次／ｓ及３０次／ｓ），其光强由发光管电压调节。

电学系统主要有30ＭＨｚ的高频电源、宽频带前置放大厦，以及显示测试信号的脉冲示波器等。

测量要求高频源内阻小且恒压，放大系统灵敏空高、线性好，且示波器要有一标准的时间基线。

（2）取样显示30ＭＨｚ的高频源送出等幅的３０ＭＨｚ正弦波，经耦合电极耦合至单晶样品，在其中产生同频率的高频电流0sin i I t ω=式中I ０为无光照时样品中高频电流的幅值；ω为频率。

此高频电流由另一同样的电极耦合到检测电路的取样电阻R ２支路中。

当脉冲光以小注人条件照射样品时，产生了非平衡载流子，使电导率增加，因高频源为恒压输出，故样品中高频电流的幅值增加ΔＩ，以致光照时样品中的高频电流是0()sin i I I t ω=+Δ光照间隙，样品中非平衡载流子因复合按指数规律衰减，高频电流幅值及在 R ２上的取样信号v 的幅值亦按同样规律衰退，即0(exp(/))sin f i I I t t τω=+Δ−0(exp(/))sin f v V V t t τω=+Δ−式中V O 为无光照时R ２上的的等幅高频电压幅值; ΔV 为光照后R ２上电压幅值的增量。

少子寿命测量

高频光电导衰减法测量Si 中少子寿命预习报告：一，什么是少子寿命？少子，即少数载流子。

少子寿命指少子的平均生存时间，寿命标志少子浓度减少到原值的1/e 所经历的时间。

少数载流子寿命是与半导体中重金属含量、晶体结构完整性直接有关的物理量。

它对半导体太阳电池的换能效率、半导体探测器的探测率和发光二极管的发光效率等都有影响。

二，如何测量少子寿命？测量非平衡少数载流子寿命的方法有许多种，分别属于瞬态法和稳态法两大类。

本实验采用高频光电导衰减法测量Si 中少子寿命。

三，实验原理：当能量大于半导体禁带宽度的光照射样品时，在样品中激发产生非平衡电子和空穴。

若样品中没有明显的陷阱效应，那么非平衡电子（∆n ）和空穴(∆p)的浓度相等，它们的寿命也就相同。

样品电导率的增加与少子浓度的关系为n q p q n p ∆+∆=∆μμσ当去掉光照，少子密度将按指数衰减，即τtep -∝∆，因此导致电导率为τσte-∝∆。

高频源提供的高频电流流经被测样品，当红外光源的脉冲光照射样品时，单晶体内产生的非平衡光生载流子使样品产生附加光电导，从而导致样品电阻减小。

由于高频源为恒压输出，因此流经样品的高频电流幅值增加∆I ，光照消失后，∆I 逐渐衰减，其衰减速度取决于光生载流子在晶体内存在的平均时间，即寿命。

在小注入条件下，当光照区复合为主要因素时，∆I 将按指数规律衰减，此时取样器上产生的电压变化∆V 也按同样的规律变化，即τte V V -∆=∆0图2指数衰减曲线一，Si.t∆V~t 曲线:（一）（二）（三）计算少子寿命：电压满足τteV V -∆=∆0，在测量数据中，由于时间原点的不同选择，t 的绝对值不同，但是相对值相同。

任选两个点（）,（），有，，两式相除，得。

对第一组数据，取（4.26E-5s，0.298V），（8.06E-5s,0.094V）。

利用上述公式得。

对第二组数据，取（4.44E-5s，0.622V），（7.44E-5s，0.222V）。

少子寿命实验报告

一、实验目的1. 了解光电导法测试少数载流子寿命的原理。

2. 熟练掌握LTX2高频光电导少数载流子寿命测试仪的使用方法。

3. 测量非平衡载流子的寿命。

二、实验原理少子寿命是指半导体材料中少数载流子的平均生存时间。

在半导体器件中，少数载流子的寿命对器件的性能具有重要影响。

光电导衰减法是测量少数载流子寿命的一种常用方法。

其原理是在样品上施加一定频率的高频电场，使样品中的载流子产生振荡，从而产生光电导现象。

通过测量光电导衰减曲线，可以计算出少数载流子的寿命。

三、实验仪器与材料1. 仪器：LTX2高频光电导少数载流子寿命测试仪、样品测试夹具、示波器、信号发生器、频率计、稳压电源等。

2. 材料：样品（如硅单晶、锗单晶等）、光注入源、腐蚀液、钝化液等。

四、实验步骤1. 准备样品：将样品进行清洗、切割、抛光等处理，使其表面光滑、平整。

2. 设置实验参数：根据样品类型和测试要求，设置合适的测试频率、测试时间等参数。

3. 连接仪器：将样品夹具、信号发生器、示波器、频率计、稳压电源等仪器连接好，确保连接正确、牢固。

4. 光注入：使用光注入源对样品进行光注入，产生非平衡载流子。

5. 测量光电导衰减曲线：打开测试仪，记录光电导衰减曲线。

6. 数据处理：对光电导衰减曲线进行拟合，计算少数载流子的寿命。

五、实验结果与分析1. 光电导衰减曲线：实验测得的光电导衰减曲线如图1所示。

图1 光电导衰减曲线2. 少子寿命计算：根据光电导衰减曲线，拟合得到少数载流子的寿命为5.6×10^-6 s。

3. 影响因素分析：（1）样品材料：不同材料的样品，其少子寿命不同。

例如，硅单晶的少子寿命一般比锗单晶长。

（2）样品制备：样品的制备过程对少子寿命有较大影响。

如样品表面粗糙度、杂质浓度等都会影响少子寿命。

（3）光注入强度：光注入强度越大，产生的非平衡载流子越多，从而影响少子寿命。

（4）测试参数：测试频率、测试时间等参数对少子寿命的测量结果有一定影响。

μ-PCD测试原理

少子寿命测量方法都包括非平衡载流子的注入和检测两个基本方面。

最常用的注入方法是光注入和电注入，而检测非平衡载流子的方法很多，如探测电导率的变化，探测微波反射或透射信号的变化等，这样组合就形成了许多寿命测试方法，如：直流光电导衰减法；高频光电导衰减法；表面光电压法；微波光电导衰减法等。

WT-2000PV 采用微波光电导衰减法测试少子寿命。

微波光电导衰退法(Microwave photoconductivity decay)测试少子寿命，主要包括激光注入产生电子-空穴对和微波探测信号这两个过程。

904nm 的激光注入（对于硅，注入深度大约为30μm）产生电子-空穴对，导致样品电导率的增加，当撤去外界光注入时，电导率随时间指数衰减，这一趋势间接反映少数载流子的衰减趋势，从而通过微波探测电导率随时间变化的趋势就可以得到少数载流子的寿命。

μ-PCD测试得到的是少子有效寿命，它会受到两个因素影响：体寿命和表面寿命。

测得的少子寿命可由下式表示：（2-1）式中：τdiff 为少子从样品体内扩散到表面所需时间；τsurf 为由于样品表面复合产生的表面寿命；τmeas 为样品的测试寿命；d 为样品厚度；Dn，Dp 分别为电子和空穴的扩散系数；S 为表面复合速度。

（图2-1）不同的表面复合速率下，体寿命和测试寿命的关系由式（2-1）可知，表面寿命对测试寿命有很大影响，使其偏离体寿命，图2-1是体寿命与测试寿命的关系。

在样品厚度一定的情况下，即扩散寿命一定，如果表面复合速率很大，则在测试高体寿命样品时，测试寿命值与体寿命值就会偏差很大；而对于低体寿命的样品，不会使少子寿命降低很多。

因此我们需对样品表面进行钝化，降低样品的表面复合速率。

从图2-1我们可以看到，对于表面复合速率S为1cm/s，或10cm/s的样品，即使在1000μs数量级的体寿命，测试寿命还是与体寿命偏差很小。

即当样品的表面复合速率为10cm/s或更小的情况下，对于1000μs数量级高体寿命的样品，测试寿命也能用来表示体寿命。

高频光电导法测少子寿命

实验6高频光电导法测少子寿命学习目标1、掌握高频光电导衰减法测量半导体单晶中少子寿命的实验原理；2、掌握高频光电导衰减法测量半导体单晶中少子寿命的实验方法；3、完成高频光电导衰减法测量半导体单晶中少子寿命的实验内容；4、加深理解少数载流子寿命与半导体其它半导体物理参数的关系。

建议学时：2学时原理半导体中非平衡少子寿命是是表征半导体单晶材料质量的重要物理量，与半导体中杂质、晶体结构缺陷直接有关。

少子寿命测量是半导体的常规测试项目之一。

光电导衰减法是指利用脉冲光在半导体中激发出非平衡载流子，导致半导体的体电阻发生改变，通过测量体电阻或两端电压的变化规律获得半导体中非平衡少子的寿命。

光电导衰减法又分为直流光电导衰减法、高频光电导衰减法和微波光电导衰减法，分别采用直流、高频电流以及微波加载在半导体样品上检测非平衡载流子的衰减过程。

直流法是标准方法，高频法使用方便，常用来检验单晶质量，而微波法常用于器件工艺线上测试晶片的工艺质量。

此外，还有扩散长度法、双脉冲法、漂移法以及光磁电法等测量寿命的方法。

本实验采用高频光电导衰减法测量半导体单晶中少子寿命。

1、理论基础当用能量大于半导体禁带宽度的光照射样品时，在样品中激发产生非平衡电子和空穴。

若样品中没有明显的陷阱效应，那么非平衡电子（∆n ）和空穴(∆p)的浓度相等，即∆n =∆p 。

即使在小注入的情况下，注入的非平衡少子的浓度也比热平衡状态少子的浓度大得多，所以在半导体中非平衡少子往往起着重要作用，通常所说的非平衡载流子都是指非平衡少子。

光注入的非平衡载流子必然导致半导体电导率增大，引起的附加电导率为)(n p n p p q n q p q μμμμσ+∆=∆+∆=∆ （1）其中：q 为电子电荷;µp 和µn 分别为空穴和电子的迁移率。

附加电导率可以采用如图1所示电路观察。

图1 光电导衰减法测量非平衡少子寿命原理图图2-18中电阻R 比半导体电阻r 大很多，无论是否光照，半导体中的电流I 几乎是恒定的，半导体上的电压降V=Ir 。

wct120少子寿命测试原理

wct120少子寿命测试原理1.引言引言部分是文章的开篇，用来介绍与主题相关的背景和重要性。

下面是关于“wct120少子寿命测试原理”的概述部分内容的示例：1.1 概述在当前社会，人们对于生命周期的延长和健康长寿的追求越来越强烈。

而对于少子寿命的测试和研究，也成为了当下的热门话题之一。

wct120少子寿命测试原理是一种科学的方法，旨在通过分析和评估个体的寿命潜力，对个体的长寿能力进行预测和判定。

随着科技的不断进步和人们对健康生活的关注度日益增加，少子寿命测试逐渐成为了一个重要的领域。

通过对生物体的基因、遗传信息等进行检测和分析，可以揭示出很多决定寿命的关键因素。

掌握这些关键因素将有助于人们更好地了解自身的寿命特征，从而采取相应的措施来延长寿命和改善生活质量。

wct120少子寿命测试原理的核心在于通过对个体基因、环境因素和生活方式等多个维度的分析，来预测个体的寿命潜力。

基于大数据和人工智能等技术手段，该测试方法整合了多学科的知识和研究成果，为个体提供了一个全面而准确的寿命评估结果。

本文将对wct120少子寿命测试原理进行深入探讨，详细介绍其测试原理、应用场景以及前景展望。

通过对少子寿命的研究，我们有望为个体的健康和长寿提供更多的科学依据和有效的指导，促进社会的健康发展。

1.2文章结构文章结构部分的内容可以通过以下方式进行编写:文章结构部分旨在介绍本文的组织结构和内容安排，确保读者能够清晰地了解文章的整体框架和篇章布局。

本文按照以下结构进行组织和撰写：第一部分为引言部分。

引言部分将概述本文的主题和目的，为读者提供一个整体的背景和导入，引起读者的兴趣和注意。

第二部分为正文部分。

正文部分是本文的核心内容，将详细介绍wct120少子寿命测试的原理。

本文将分为两个主要的原理进行阐述。

第一个原理将详细解释少子寿命测试的工作原理、测试步骤和主要参数，以及其在实际应用中的意义和优势。

第二个原理将进一步探讨少子寿命测试所涉及的相关技术和方法，如非接触式测试技术、数据分析和处理方法等。

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合部分与过剩载流子浓度的关系不是简单的线性关
系，而从（２）中可以知道，Ｊｏｅ与过剩载流子浓度成线性关系，因此可以通过在不同的载流子浓度下测试
少子有效寿命的方法来得到Ｊｏｅ的值，这种方法在高注入情况下尤其有效。
当片子在只有一面扩散（通过饱和电流密度Ｊｏｅ来表征），而另外一面没有进行扩散（通过表面复合
了材料的电导随着光照的变化。利用光电导测量少
子寿命的方法有几种。所有的技术都是无接触的，工
作原理就是光激发产生过剩载流子，这些过剩载流
子在样品的暗电导基础上产生额外的光电导，载流
子浓度的变化导致了半导体的电导 σ的变化：
ΔσＬ＝（ μｎΔｎ＋μｐΔｐ）ｑＷ＝ｑΔｎ（ μｎ＋μｐ）Ｗ
（３）
态光电导方法（ＱＳＳＰＣ）：
τｅｆｆ＝Ｇ（
Δｎ（ｔ）－
ｔ） "Δｎ
（６）
"ｔ
ＱＳＳＰＣ包含了以上两种ＰＣＤ方法的优点，特别是它
可以非常准确地测试短和长寿命。实际上，瞬态和稳
态ＰＣＤ是两个光电导随着时间衰减的特殊例子，是
可以应用于载流子寿命独立于光脉冲宽度情况下的
分析方法。瞬态和准稳态方法常用在测试半导体的
图１微波反射测试系统示意图
假设光注入处于小注入时，认为测量得到的微
波反射信号正比于样品电导率，对微波反射功率Ｐ
与电导 σ之间的关系进行一级泰勒级数展开：
样品的有效寿命的表达式［１］：
１－１＝１＋Ｓｆｒｏｎｔ＋Ｓｂａｃｋ
τ τ τ ｅｆｆ
ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ
ＳＲＨ
Ｗ
（１）
式中， τｅｆｆ为有效寿命， τｉｎｔｒｉｎｓｉｃ为体硅材料的本征寿
命，包含了俄歇和辐射复合寿命， τＳＲＨ是按照Ｓｈｏｃｋｌｅｙ－Ｒｅａｄ－Ｈａｌｌ模型［２］描述材料中的缺陷复合
以及在重掺杂表面区域的少子复合信息。例如，对于
一个Ｐ型衬底，在认为载流子的浓度在整个片子中
分布均匀的假设下，扩散Ｎ型发射结之后有效寿命
可以表述为［１］：
１－ τｅｆｆ
１ τｉｎｔｒｉｎｓｉｃ
＝１ τＳＲＨ
＋［Ｊｏｅ（
＋Ｊｆｒｏｎｔ）ｏｅ（
（］ｂａｃｋ）
ＮＡ＋Δｎ）ｑｎｉ２Ｗ
在测试的少子寿命中，实际上是不同复合机制的综合结果，测试的少子寿命实际上是整个样品的
收稿日期：２００７－０３－２２；收到修改稿日期：２００７－０６－１１基金项目：国家８６３计划（２００６ＡＡ０５Ｚ４０５）作者简介：周春兰（１９７７－），女，贵州湄潭人，助理研究员，博士，主要从事晶体硅太阳能电池的研究。
τｅｆｆ
这个方程显示了载流子浓度随着时间发生指数衰
减，因此光电导也遵循这种指数衰减关系，这种方法
经典地被称为瞬态光电导衰减（ＴＰＣＤ）。
（２）稳态光电导衰减（ＳＳＰＣＤ）：是保持一个稳定
的已知的载流子产生率Ｇ，通过产生和复合之间的
平衡来决定有效寿命。这种方法具有测试非常低寿
命的特点。在稳态中，光电导正比于光生载流子的数
第３３卷第６期２００７年１１月
中国测试技术ＣＨＩＮＡＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ｖｏｌ．３３Ｎｏ．６Ｎｏｖ．２００７
晶体硅太阳能电池少子寿命测试方法
周春兰，王文静
（中国科学院电工研究所，北京１０００８０）
摘要：少数载流子寿命（简称少子寿命）是半导体晶体硅材料的一项重要参数，它对半导体器件的性能、晶体硅太阳
１引言
光生电子和空穴从一开始在半导体中产生直到消失的时间称为寿命。当载流子连续产生时，在太阳能电池中，寿命的值决定了电子和空穴的稳定数量。这些数目决定了器件产生的电压，因此它应该尽可能的高。寿命的一个重要方面就是它直接与扩散长度Ｌｂ
相关，Ｌｂ＝!Ｄｂτｂ，Ｄｂ是材料的扩散系数， τｂ是材料的体寿命，扩散长度就是这个平均载流子从产生的点到被收集点（ｐ－ｎ结）的平均距离。由于晶体硅太阳电池性能主要决定于在电池体内和表面的电子－空穴复合，因此，在太阳能电池的研究内容中，最为重要的是准确地获得载流子复合参数的实验方法，测试体内的载流子寿命，表面复合速度等的大小。
（２）
在这个方程中，ＮＡ是片子的掺杂浓度，Ｊｏ（ｅｆｒｏｎｔ）和Ｊｏ（ｅｂａｃｋ）是在前后表面扩散区域的饱和电流密度，ｎｉ是材料的本征载流子浓度， Δｎ是在某个光照强度下的过剩
载流子浓度，类似的表述同样适用于对于Ｎ型衬
底。对于未形成扩散结的硅片，它的体复合和表面复
作为光源，在光灭掉以后，脉冲产生的电荷载流子的
衰变通过光电导随着时间的变化来监控。同时测量
载流子消失的速率ｄｎ／ｄｔ和过剩电子浓度 Δｎ，由于
每个光子产生一个电子－空穴对，因此 Δｎ＝Δｐ。如果
器件中没有电流，那么载流子浓度变化的速率等于
复合几率：
ｄ（ Δｎ）＝－ Δｎ
（４）
ｄｔ
中心引起的少子复合寿命，它们是载流子注入大小
的函数。一般情况下，可以近似认为Ｓｆｒｏｎｔ，Ｓｂａｃｋ相同，因此在式（１）中的表面部分变为２Ｓ。
Ｗ
为了得到材料的真实的体寿命值：
τ（ｂ
１＝ τｂ
１ τｉｎｔｒｉｎｓｉｃ
＋
１ τＳＲＨ
）
２６
中国测试技术
２００７年１１月
需要对表面进行有效的钝化，从而消除或者减
少子寿命中，下面分别介绍基于这两种方式的常用
的测试方法。
２．１．１微波反射光电导衰减（ＭＷ－ＰＣＤ）
微波光电导方法是一种瞬态方法，瞬态方法的
优点在于不需要绝对测量过剩载流子的大小，而是
通过光电导进行相对测量。缺点在于当瞬态方法测
量短的载流子寿命时，需要快的电子学设备记录非
常快的光脉冲和光电导衰减信号。
有效寿命，它是发生在Ｓｉ片或者太阳能电池不同区
域（体内、表面）的所有复合叠加的净结果，采用数学
表达式能够将体内、表面各种复合机制对有效寿命
的贡献分别呈现出来。定义Ｓｉ片前后表面的复合速
度为Ｓｆｒｏｎｔ，Ｓｂａｃｋ，Ｓｉ片的厚度为Ｗ，在认为载流子的浓度在整个片子中分布均匀的假设下，可以得到测试
速度Ｓ来表征）的情况下，可以简单地将（１）、（２）两
个方程式组合起来描述这种结构的有效少子寿命。
实际上，Ｊｏｅ和Ｓ这两个概念在低注入的情况下是相关联的，即Ｓｅｆｆ≈ＪｏｅＮＡ／ｑｎｉ２。
２少子寿命测试方法
２．１基于光电导的技术的测试方法
光电导是半导体材料的一个重要因素，它描述
第３３卷第６期
周春兰等：晶体硅太阳能电池少子寿命测试方法
２７
ＭＷ－ＰＣＤ技术［３］的测试原理是通过测试从样品表面反射的微波功率的时间变化曲线来记录光电导的衰减，也就是并未直接测试方程（１）中的过剩载流子浓度变化。大部分ＭＷ－ＰＣＤ方法使用脉冲光源在样品中产生过剩载流子，由于产生的过剩载流子使样品的电导发生变化，而入射的微波的反射率是材料电导的函数，即反射微波的能量变化也反映了过剩载流子浓度的变化。其测试系统示意图如图１所示，系统包括微波源，微波探测器，以及脉冲光源。脉冲激光作为硅片的注入光源，可在半导体材料中激发过剩载流子；微波源给出探测信号，检测半导体材料的光电导，微波经硅片反射后进人检波器和放大电路。当光照结束后，随着过剩载流子的逐渐衰减，微波的反射也越来越弱；通过分析反射微波曲线（～ｅｘｐ（－ｔ／τｅｆｆ））的指数因子，可求得测试样品中的有效少子寿命。
这里，Ｗ是硅片的宽度， μｎ和 μｐ和是电子、空穴的迁
移率，是掺杂浓度和注入水平的函数。这些额外的光
电导的时间变化反应了过剩载流子浓度按照半导体中载流子产生的途径不同，测试寿
命有三个基本的方法［１］：
（１）瞬态光电导衰减（ＴＰＣＤ）：利用一个短脉冲
关键词：晶体硅；太阳能电池；少子寿命；微波光电导衰减；准稳态光电导；表面光电压
中图分类号：Ｏ７８５，Ｏ７７
文献标识码：Ａ
文章编号：１６７２－４９８４（２００７）０６－００２５－０７
Ｌｉｆｅｔｉｍｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｆｏｒｍｉｎｏｒｉｔｙｃａｒｒｉｅｒｏｆｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｓｉｌｉｃｏｎｓｏｌａｒｃｅｌｌｓ
少表面复合；另外，如果使用非常高寿命的片子，假
定 τＳＲＨ＝∞，那么通过式子（１）就可以得到表面复合速度Ｓ的上限值。
在片子的前后表面经过扩散形成ＰＮ结后，发
射结或者扩散区域一般通过饱和电流密度Ｊｏｅ来表征，这个参数包含了在薄扩散区域体内的俄歇复合
ＺＨＯＵＣｈｕｎ－ｌａｎ，ＷＡＮＧＷｅｎ－ｊｉｎｇ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｌｉｆｅｔｉｍｅｏｆｍｉｎｏｒｉｔｙｃａｒｒｉｅｒｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓｆｏｒｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｍａｔｅｒｉａｌｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｓｉｌｉｃｏｎ．Ｉｔｉｓｖｅｒｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｆｏｒｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓａｎｄｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｓｉｌｉｃｏｎｓｏｌａｒｃｅｌｌｓ．Ｃｏｍｍｏｎｌｉｆｅｔｉｍｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｍｉｎｏｒｉｔｙｃａｒｒｉｅｒｏｆｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｓｉｌｉｃｏｎａｎｄｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｓｉｌｉｃｏｎｓｏｌａｒｃｅｌｌｓｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｍｉｃｒｏｗａｖｅｐｈｏｔｏｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙｄｅｃａｙ（ μ－ＰＣＤ），ｑｕａｓｉ－ｓｔｅａｄｙｓｔａｔｅｐｈｏｔｏ－ｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ（ＱＳＳＰＣ），ｓｕｒｆａｃｅｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃｖｏｌｔａｇｅ（ＳＰＶ），ｉｎｆｒａｒｅｄｃａｒｒｉｅｒｄｅｎｓｉｔｙｉｍａｇｉｎｇ（ＩＲ－ＣＤＩ），ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｆｒｅｅ－ｃａｒｒｉｅｒａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ（ＭＦＣＡ）ａｎｄｌａｓｅｒｂｅａｍ（ｅｌｅｃｔｒｏｎｂｅａｍ）－ｉｎｄｕｃｅｄｃｕｒｒｅｎｔ（ＬＢＩＣ，ＥＢＬＣ）ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ．Ａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｔｈｅｓｅｍｅｔｈｏｄｓｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｔｏｏ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｓｉｌｉｃｏｎ；Ｓｏｌａｒｃｅｌｌｓ；Ｍｉｎｏｒｉｔｙｃａｒｒｉｅｒｌｉｆｅｔｉｍｅ； μ－ＰＣＤ；ＱＳＳＰＣ；ＳＰＶ