Photon etc IMA高光谱成像显微系统在太阳能电池上的应用

   在第二代太阳能电池材料中，二硫化铜铟（CuInS2或CIS）是有前途的材料之一。自上世纪90年代CuInS2就被太阳能电池领域的科研工作者，当时太阳能电池的效率已达到10%[1]。它具有较高的吸收系数、直接带隙（1.52V）[2]和无毒性使其成为薄膜和量子点敏化太阳能电池的理想候选者。但是，似乎CIS太阳能电池的量子效率提升达到了瓶颈。为了不断改进下一代CIS电池并打破这一限制，必须要清楚的理解制造工艺对太阳能电池性能的影响。

   考虑到这一点，IRDEP（法国光伏能源研究院）的研究人员利用光致发光（PL）成像对多晶CuInS2太阳能电池进行了表征。高光谱显微成像平台（IMA Photon）可提供2nm的光谱分辨率和优于2μm的空间分辨率。该设备采用532nm的激发光在显微镜整视场下均匀的激发。如图 1为 图 2中选择的不同研究区域的PL光谱。

   图 2 显示的是整个器件的PL成像图谱[3]。全局成像可快速获得样品的不均一性。通过这种技术研究人员可以在空间上监控多个属性。的确，PL大限度详尽的提供了准费米能级分裂的带隙和波动的成像图[4]。借助其获得的光谱和光度的校准，IRDEP可以获取器件的光电特性，例如EQE,Voc等。

上海昊量光电设备有限公司作为Photon 公司在国内的代理，该产品主要特点如下：

1）激发光源均匀分布整视野，作用于样品表面激光功率密度较低，同时避免了由于局部照明造成的载流子复合即使在较低功率下可获得高信噪比图像。

2）整视野面成像，采用光谱扫描，成像速度快，150150μm 2成像范围仅需8分钟

3）可做校准，获得光谱强度，获取器件光电特性如EQE,Voc等
4）可选择不同波长的激光作为激发光源
5）集荧光成像、电致发光、光致发光、透射率、反射率成像等诸多功能于一体。

参考文献：
[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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