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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 材料区 » 功能材料 » 新能源材料 » 【求助】帮忙分析下I-V曲线
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kele135

木虫 (正式写手)

[交流] 【求助】帮忙分析下I-V曲线

最近终于做成了光伏电池器件，可测试出的I-V曲线和文献中的不一样，大家给点建议，是不是没有形成p-n结？还是别的什么原因。
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1楼 2010-12-21 10:26:24
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farawaygoing

木虫 (著名写手)
★
tongling921(金币+1):3x 2010-12-21 20:59:03
GrasaVampiro(物理EPI+1): 2010-12-21 21:45:49
夕阳西下:这个解释有些问题。 2010-12-22 09:01:37
不是。
例如，你的电池结构是ITO/P/N/Al，但是由于N型材料不够致密，有空洞，那么沉积Al电极的时候，Al会直接和P型材料接触，所以你测得结果反映的是ITO/P/Al的行为，也就是说是P型材料的行为。
当然，如果P型材料也不致密，那么金属也可能和ITO直接接触。

比较复杂的。
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7楼2010-12-21 11:31:42
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wore2627

铁虫 (小有名气)
引用回帖:
Originally posted by kele135 at 2010-12-22 10:13:48:

多谢了。
我是我们实验室第一个做太阳电池方面的实验的，由于实验室条件差，没有手套箱保护所以只是做一下初步的探索。
主要的设想或者实验步骤如下：购买的刻蚀后ITO玻璃，经过清洁剂、乙醇、丙酮和异丙醇一 ...

氯仿溶液要小心啊，没用手套箱也要在通风厨里面做实验呢
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18楼2011-01-05 11:34:50
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普通回帖

kele135

木虫 (正式写手)
lpszk: 请把两个帖子合成一个帖子。 2011-02-08 11:21:35
文献中的曲线，电压和电流都有负值，我的为什么没有？是测试的原因还是电池本身的原因。
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2楼2010-12-21 10:29:40
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farawaygoing

木虫 (著名写手)
短路。
没有p-n结
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3楼2010-12-21 10:40:30
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kele135

木虫 (正式写手)
引用回帖:
Originally posted by farawaygoing at 2010-12-21 10:40:30:
短路。
没有p-n结

如果用万用表测量的话，测量正极和负极的电阻，是不是该是无穷大？而我的这个电池电阻只有几千欧。
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4楼2010-12-21 10:58:36
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farawaygoing

木虫 (著名写手)
★ ★ ★ ★ ★ ★
tongling921(金币+1):3x 2010-12-21 20:58:54
GrasaVampiro(金币+5): 2010-12-21 21:45:33
是你沉积的金属电极形成的短路。
也就是说你的电池中p型或者是n型材料不够致密，沉积的金属在材料中形成了导通的回路。
你测量的结果是其中的一种材料的行为，而不是p-n结的行为。
不知道这样是否讲清楚了。
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5楼2010-12-21 11:07:39
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kele135

木虫 (正式写手)
引用回帖:
Originally posted by farawaygoing at 2010-12-21 11:07:39:
是你沉积的金属电极形成的短路。
也就是说你的电池中p型或者是n型材料不够致密，沉积的金属在材料中形成了导通的回路。
你测量的结果是其中的一种材料的行为，而不是p-n结的行为。
不知道这样是否讲清楚了。

也就是说，沉积的金属电极和ITO导电电极接触了，中间的活性材料起不到作用了。我的这个理解对吗？如果能够形成pn结的话，金属电极和ITO电极之间应该具有很大的电阻，是吗？
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6楼2010-12-21 11:12:38
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kele135

木虫 (正式写手)
引用回帖:
Originally posted by farawaygoing at 2010-12-21 11:31:42:
不是。
例如，你的电池结构是ITO/P/N/Al，但是由于N型材料不够致密，有空洞，那么沉积Al电极的时候，Al会直接和P型材料接触，所以你测得结果反映的是ITO/P/Al的行为，也就是说是P型材料的行为。
当然，如果P型材 ...

呵呵。。我是新手啊，麻烦了。我的p、n材料是混合在一起的。如果两个电极短路，即完全形成了通路的话，没有了半导体的存在，还会出现这样的曲线吗？请多指教，我对测试的基本原理也不是很懂。如果是这样的话，这个电流和电压是从何而来的呀？
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8楼2010-12-21 12:11:06
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chenguang5895

木虫 (著名写手)
原因比较复杂，可能是短路的问题。
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9楼2010-12-22 08:18:49
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farawaygoing

木虫 (著名写手)
首先应该描述一下你的电池结构，然后大家才能帮你具体分析。

就给那么一个曲线图，不确定性因素太多。
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10楼2010-12-22 09:20:17
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kele135

木虫 (正式写手)
引用回帖:
Originally posted by farawaygoing at 2010-12-22 09:20:17:
首先应该描述一下你的电池结构，然后大家才能帮你具体分析。

就给那么一个曲线图，不确定性因素太多。

多谢了。
我是我们实验室第一个做太阳电池方面的实验的，由于实验室条件差，没有手套箱保护所以只是做一下初步的探索。
主要的设想或者实验步骤如下：购买的刻蚀后ITO玻璃，经过清洁剂、乙醇、丙酮和异丙醇一次超声清洗后，在紫外-臭氧处理机上处理15min，然后1500转旋涂预先制备的浓度约为3mg/ml的CuPc氯仿溶液，持续旋涂2min，以此作为空穴传输层；然后同样的条件旋涂约6mg/ml的ZnO氯仿溶液和上述CuPc溶液1:1体积比的混合溶液，持续旋涂2min。然后真空蒸镀铝电极。蒸镀是别人进行的，因此条件不是太清楚。

器件大致的结构如上图，两层旋涂的材料都是全表面旋涂的。测试时用两个夹子分别夹着ITO和铝电极的一端，没有接触交叉部分的活性层。
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11楼2010-12-22 10:13:48
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farawaygoing

木虫 (著名写手)
★ ★ ★
kele135(金币+5):正是像您这样的人支撑着小木虫的脊梁！多谢热心人。 2010-12-22 11:23:13
lpszk(金币+3): 谢谢交流 2011-02-21 17:09:44
毫无疑问，是短路了。

需要在蒸镀金属电极前先加上阻挡层。一般可以用LiF，MoO3，Al2O3等材料。这些在OSC的文献中都有介绍的。

你这个曲线根本就不是光电流，因为曲线通过原点，也就是说你的电池的Isc和Voc都是0。
引用回帖:
Originally posted by kele135 at 2010-12-22 10:13:48:

多谢了。
我是我们实验室第一个做太阳电池方面的实验的，由于实验室条件差，没有手套箱保护所以只是做一下初步的探索。
主要的设想或者实验步骤如下：购买的刻蚀后ITO玻璃，经过清洁剂、乙醇、丙酮和异丙醇一 ...

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12楼2010-12-22 10:38:30
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kele135

木虫 (正式写手)
引用回帖:
Originally posted by farawaygoing at 2010-12-22 10:38:30:
毫无疑问，是短路了。

需要在蒸镀金属电极前先加上阻挡层。一般可以用LiF，MoO3，Al2O3等材料。这些在OSC的文献中都有介绍的。

你这个曲线根本就不是光电流，因为曲线通过原点，也就是说你的电池的Isc和Voc ...

如果使用上述的ZnO作为阻挡层不知是否可以？呵呵。。设想。
另：有很多文献不加这个阻挡层也能表现出IV性质呀。
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13楼2010-12-22 11:24:52
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farawaygoing

木虫 (著名写手)
★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
你说得对。取决于电极材料的制作质量。
加了阻挡层效率会好些。

氧化锌也有人在用，特别是在CIGS电池体系用得较多。
引用回帖:
Originally posted by kele135 at 2010-12-22 11:24:52:

如果使用上述的ZnO作为阻挡层不知是否可以？呵呵。。设想。
另：有很多文献不加这个阻挡层也能表现出IV性质呀。

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14楼2010-12-22 11:30:20
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wukong6170

铁杆木虫 (正式写手)
★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
用万用表测PN结，测两次，就是交换电极测试，在没有短路的情况下，电阻不一样
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15楼2011-01-01 21:26:49
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wore2627

铁虫 (小有名气)
★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
这个图很像V=IR表达式所表达的那个直线，应该没有PN结的形成。貌似中间也不存在什么势垒。应该是前面有位说的某种材料没有做好，导致了和电极的直接接触。倒不是短路我觉得。
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16楼2011-01-05 11:30:33
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wore2627

铁虫 (小有名气)
★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
引用回帖:
Originally posted by wukong6170 at 2011-01-01 21:26:49:
用万用表测PN结，测两次，就是交换电极测试，在没有短路的情况下，电阻不一样

和电压有关系，PN结的I-V曲线可以说明这一点。是由其本身的特性决定的吧。详见半导体物理，我也说不清楚
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17楼2011-01-05 11:32:38
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332585347

木虫 (小有名气)
★ ★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
lpszk(金币+2): 谢谢交流 2011-02-21 17:10:36
曲线过了原点，说明这只是一个电阻元件，在光照下没有产生电势。可能是这p-n结短路，这种情况你可以把边缘处理一下。也有可能是没有形成p-n结，这种情况就和你的制备工艺有关了～～～～～～～～～～～～
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19楼2011-01-05 12:06:38
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lanse17

铜虫 (小有名气)
★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
lpszk: 请最好用中文提问。 2011-02-21 17:11:26
BUMP

Are u using Kithley 2400 sourcemeter to obtain the I-V curve?

Can u tell me how to connect and how to get the curve? Thanks a lot.
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20楼2011-02-08 11:08:49
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miaomiao3099

金虫 (初入文坛)
★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流

我们做的电池测得I-V曲线和你的一样，估计没有形成p-n结吧。
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21楼2011-02-20 10:43:03
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423445980

木虫 (小有名气)
★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流

我感觉6楼说的有道理！
虽然你说电阻有几千欧姆，但是如果n层出现空洞，那么在孔洞处的点击就导通到p层甚至到ito层了！
再者，你用的什么方法测量的IV，电极怎样做的等等，应该说清楚
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22楼2011-02-21 16:26:58
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缨子26

铁虫 (小有名气)
引用回帖:
Originally posted by wore2627 at 2011-01-05 11:32:38:
和电压有关系，PN结的I-V曲线可以说明这一点。是由其本身的特性决定的吧。详见半导体物理，我也说不清楚

对身体影响很大吗？
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23楼2011-04-07 16:53:14
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缨子26

铁虫 (小有名气)
★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
引用回帖:
Originally posted by 332585347 at 2011-01-05 12:06:38:
曲线过了原点，说明这只是一个电阻元件，在光照下没有产生电势。可能是这p-n结短路，这种情况你可以把边缘处理一下。也有可能是没有形成p-n结，这种情况就和你的制备工艺有关了～～～～～～～～～～～～

可以看到楼主的曲线有点整流的，这样的话能表示形成PN结吗？
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24楼2011-04-07 16:54:24
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gdfollow

至尊木虫 (著名写手)
★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
用变温测一下，有可能是迅速隧穿
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25楼2011-04-09 00:15:13
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缨子26

铁虫 (小有名气)
★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
引用回帖:
Originally posted by gdfollow at 2011-04-09 00:15:13:
用变温测一下，有可能是迅速隧穿

麻烦能详细解释下快速遂穿吗？变温如何测？
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26楼2011-04-09 13:53:06
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gdfollow

至尊木虫 (著名写手)
★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
lpszk(金币+1): 谢谢回帖交流 2011-04-09 23:42:56
高载流子浓度结区很薄的时候，高温下在电压升高是很容易隧穿，就像力量足够大的话就可以不用走门直接穿墙过去。
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27楼2011-04-09 23:25:01
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