Photon etc IMA高光譜成像顯微系統在太陽能電池上的應用

   在第二代太陽能電池材料中，二硫化銅銦（CuInS2或CIS）是有前途的材料之一。自上世紀90年代CuInS2就被太陽能電池領域的科研工作者，當時太陽能電池的效率已達到10%[1]。它具有較高的吸收系數、直接帶隙（1.52V）[2]和無毒性使其成為薄膜和量子點敏化太陽能電池的理想候選者。但是，似乎CIS太陽能電池的量子效率提升達到了瓶頸。為了不斷改進下一代CIS電池并打破這一限制，必須要清楚的理解制造工藝對太陽能電池性能的影響。

   考慮到這一點，IRDEP（法國光伏能源研究院）的研究人員利用光致發光（PL）成像對多晶CuInS2太陽能電池進行了表征。高光譜顯微成像平臺（IMA Photon）可提供2nm的光譜分辨率和優于2μm的空間分辨率。該設備采用532nm的激發光在顯微鏡整視場下均勻的激發。如圖 1為 圖 2中選擇的不同研究區域的PL光譜。

   圖 2 顯示的是整個器件的PL成像圖譜[3]。全局成像可快速獲得樣品的不均一性。通過這種技術研究人員可以在空間上監控多個屬性。的確，PL大限度詳盡的提供了準費米能級分裂的帶隙和波動的成像圖[4]。借助其獲得的光譜和光度的校準，IRDEP可以獲取器件的光電特性，例如EQE,Voc等。

上海昊量光電設備有限公司作為Photon 公司在國內的代理，該產品主要特點如下：

1）激發光源均勻分布整視野，作用于樣品表面激光功率密度較低，同時避免了由于局部照明造成的載流子復合即使在較低功率下可獲得高信噪比圖像。

2）整視野面成像，采用光譜掃描，成像速度快，150?150μm 2成像范圍僅需8分鐘

3）可做校準，獲得光譜強度，獲取器件光電特性如EQE,Voc等
4）可選擇不同波長的激光作為激發光源
5）集熒光成像、電致發光、光致發光、透射率、反射率成像等諸多功能于一體。

參考文獻：
[1] Scheer R., Walter T., Schock H. W., Fearheiley M. L., Lewerenz H. J., CuInS2 based thin film solar cell with 10.2% efficiency,         Applied Physics Letters, 63, (1993).
[2] Suriakarthick R. et al., Photochemically deposited and post annealed copper indium disulfide thin films, Superlattices and Microstructures, (2014).
[3] Delamarre A. et al., Characterisation of solar cells using hyperspectral imager, IRDEP.
[4] Delamarre A. , Paire M., Guillemoles J.-F.  and Lombez L., Quantitative luminescence mapping of Cu(In,Ga)Se2 thin-film solar cells, Progress in Photovoltaics, 10, 1002, (2014).

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