CN103954927B - 体积电阻与方块电阻转换校准装置及其校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种体积电阻与方块电阻转换校准装置及其校准方法，体积电阻与方块电阻转换校准装置，它包括电流源、电压采集设备、RS232输出接口和用来插接待测校准模组的RS232输入接口，RS232输出接口的第一1号针脚、第一2号针脚、第一3号针脚和第一4号针脚和RS232输入接口的第二1号针脚、第二2号针脚、第二3号针脚和第二4号针脚分别通过接线回路对应连接；所述的电流源的一极连接在第一1号针脚和第二1号针脚的接线回路中，其另一极连接在第一4号针脚和第二4号针脚的接线回路中；所述的电压采集设备的一极连接在第一2号针脚第二2号针脚的接线回路中；其另一极连接在第一3号针脚和第二3号针脚的接线回路中。本发明能够实现对校准模组的校准，从而保证太阳能晶体硅电池扩散后方块电阻测量的准确性和溯源性。

Description

体积电阻与方块电阻转换校准装置及其校准方法

技术领域

本发明涉及一种体积电阻与方块电阻转换校准装置及其校准方法，属于太阳能晶体硅电池扩散后方块电阻的测量领域。

背景技术

目前，现有国内没有专门对校准模组的校准装置也有没有专门的校准方法，需要送到国外原厂做专门校准。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种体积电阻与方块电阻转换校准装置，它能够实现对校准模组的校准，从而保证太阳能晶体硅电池扩散后方块电阻测量的准确性和溯源性。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种体积电阻与方块电阻转换校准装置，它包括电流源、电压采集设备、RS232输出接口和用来插接待测校准模组的RS232输入接口，RS232输出接口的第一1号针脚、第一2号针脚、第一3号针脚和第一4号针脚和RS232输入接口的第二1号针脚、第二2号针脚、第二3号针脚和第二4号针脚分别通过接线回路对应连接；所述的电流源的一极连接在第一1号针脚和第二1号针脚的接线回路中，所述的电流源的另一极连接在第一4号针脚和第二4号针脚的接线回路中；所述的电压采集设备的一极连接在第一2号针脚和第二2号针脚的接线回路中；所述的电压采集设备的另一极连接在第一3号针脚和第二3号针脚的接线回路中。

进一步为了避免外部环境对输入电流和输出电压的影响，所述的电流源的两极分别与相应的接线回路的连接中设置有防干扰磁性线圈，所述的电压采集设备的两极分别与相应的接线回路的连接中也设置有防干扰磁性线圈。

本发明还提供了一种体积电阻与方块电阻转换校准装置的校准方法，该方法的步骤如下：

a)将待测校准模组插入RS232输入接口中；

b)通过电流源向第一1号针脚和第二1号针脚的接线回路以及第一4号针脚和第二4号针脚的接线回路中输入电流I；其中，电流的单位为mA；

c)采用电压采集设备采集第一2号针脚和第二2号针脚的接线回路以及第一3号针脚和第二3号针脚的接线回路中之间的输出电压V；其中，电压的单位为mV；

d)计算待测校准模组的体积电阻R及方块电阻R_S，其计算公式如下：R＝V/I；R_S＝k*R，其中，k＝π/ln2。

采用了上述技术方案后，本发明能够准确地测出其体积电阻R，从而得知其方块电阻R_S，从而能够实现对校准模组的校准，从而保证太阳能晶体硅电池扩散后方块电阻测量的准确性和溯源性。

附图说明

图1为本发明的体积电阻与方块电阻转换校准装置的结构示意图；

图2为直线四探针的测量原理图。

具体实施方式

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，一种体积电阻与方块电阻转换校准装置，它包括电流源1、电压采集设备2、RS232输出接口3和用来插接待测校准模组的RS232输入接口4，RS232输出接口3的第一1号针脚、第一2号针脚、第一3号针脚和第一4号针脚和RS232输入接口4的第二1号针脚、第二2号针脚、第二3号针脚和第二4号针脚分别通过接线回路对应连接；电流源1的一极连接在第一1号针脚和第二1号针脚的接线回路中，所述的电流源1的另一极连接在第一4号针脚和第二4号针脚的接线回路中；所述的电压采集设备2的一极连接在第一2号针脚和第二2号针脚的接线回路中；所述的电压采集设备2的另一极连接在第一3号针脚和第二3号针脚的接线回路中。电流源1采用SourceMeter数字源表，电压采集设备2采用ReferenceMultimeTer，本发明的校准模组为280SI-MIC校准模组，它是用：低阻值的模块用的是金属电阻，高阻值的模块用的是碳膜和金属氧化膜材料做成的(精密度＜0.1％)，测量接口统一采用RS232-IOIOI。RS232输出接口3和RS232输入接口4是采用数字万用表的塑料壳作为机体，将一对RS232-IO测试转接口用紧固螺丝固定，电流/电压测试通道的额定范围为1A/20V。

电流源1的两极分别与相应的接线回路的连接中设置有防干扰磁性线圈5，所述的电压采集设备2的两极分别与相应的接线回路的连接中也设置有防干扰磁性线圈5。

一种体积电阻与方块电阻转换校准装置的校准方法，该方法的步骤如下：

a)将待测校准模组插入RS232输入接口4中；

b)通过电流源1向第一1号针脚和第二1号针脚的接线回路以及第一4号针脚和第二4号针脚的接线回路中输入电流I；其中，电流的单位为mA；

c)采用电压采集设备2采集第一2号针脚和第二2号针脚的接线回路以及第一3号针脚和第二3号针脚的接线回路中之间的输出电压V；其中，电压的单位为mV；

d)计算待测校准模组的体积电阻R及方块电阻R_S，其计算公式如下：R＝V/I；R_S＝k*R，其中，k＝π/ln2。

计算公式：R＝V/I；R_S＝k*R，其中，k＝π/ln2是根据以下理论得到的：直线四探针的测量原理如图2所示，将四根排成一条直线的探针以一定的压力垂直地压在被测样品表面上，在1、4探针间通以电流I(mA)，2、3探针间就产生一定的电压V(mV)，根据测量方式和样品的尺寸不同，进行方块电阻与体积电阻进行转换。

对于一个非常薄的层(厚度t＜＜探针间距S时)，我们得到电流环而不是球。因此表达的区域A＝2πxt。推导如下：

当R＝V/2I时，则电阻率为：

$\mathrm{\ρ}=\frac{\mathrm{\π}t}{ln2}\left(\frac{V}{I}\right)$

另外，薄层方块电阻与电阻率的关系为：

$R_s=\frac{\mathrm{\ρ}}{t}$

则，导出方块电阻与体积电阻的关系式为：R_S＝k*(V/I)，k＝π/ln2≈4.53

以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种体积电阻与方块电阻转换校准装置，其特征在于：它包括电流源（1）、电压采集设备（2）、RS232输出接口（3）和用来插接待测校准模组的RS232输入接口（4），RS232输出接口（3）的第一1号针脚、第一2号针脚、第一3号针脚和第一4号针脚和RS232输入接口（4）的第二1号针脚、第二2号针脚、第二3号针脚和第二4号针脚分别通过接线回路对应连接；所述的电流源（1）的一极连接在第一1号针脚和第二1号针脚的接线回路中，所述的电流源（1）的另一极连接在第一4号针脚和第二4号针脚的接线回路中；所述的电压采集设备（2）的一极连接在第一2号针脚和第二2号针脚的接线回路中；所述的电压采集设备（2）的另一极连接在第一3号针脚和第二3号针脚的接线回路中。

2.根据权利要求1所述的体积电阻与方块电阻转换校准装置，其特征在于：所述的电流源（1）的两极分别与相应的接线回路的连接中设置有防干扰磁性线圈（5），所述的电压采集设备（2）的两极分别与相应的接线回路的连接中也设置有防干扰磁性线圈（5）。

3.一种如权利要求1或2所述的体积电阻与方块电阻转换校准装置的校准方法，其特征在于该方法的步骤如下：

a）将待测校准模组插入RS232输入接口（4）中；

b）通过电流源（1）向第一1号针脚和第二1号针脚的接线回路以及第一4号针脚和第二4号针脚的接线回路中输入电流I；其中，电流的单位为mA；

c）采用电压采集设备（2）采集第一2号针脚和第二2号针脚的接线回路以及第一3号针脚和第二3号针脚的接线回路中之间的输出电压V；其中，电压的单位为mV；

d）计算待测校准模组的体积电阻R及方块电阻R_S，其计算公式如下：R=V/I；R_S=k*R，其中，k=π/ln2。