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一、CIGS模塊圖案凹槽損耗的表征

實現如此高效率的一個(ge) 關(guan) 鍵特性是激光圖案互連，它將CIGS尺寸的模塊分成串聯的更小單元。然而，即使這個(ge) 過程有助於(yu) 提高整體(ti) 效率，也會(hui) 產(chan) 生損失。這就是為(wei) 什麽(me) 研究人員試圖找到不同的圖案幾何形狀。

在Nice Solar的這項工作^[2]中，他們(men) 重點關(guan) 注了兩(liang) 個(ge) 標準圖案凹槽的激光燒蝕造成的損壞，圖1中P1（圖案化背麵接觸）和P2（用於(yu) 串聯互連）。通過高光譜光致發光成像分析損傷(shang) 。Photon国产黄色在线观看的高光譜平台（IMA）由光學顯微鏡與(yu) CW 532 nm 激光器和基於(yu) 體(ti) 積布拉格光柵的高光譜濾光片組成。該套係統在400nm至1000nm範圍內(nei) 具有靈敏度，並提供高光譜（<2nm）和空間分辨率（~μm）。CIGS的典型PL研究是在局部激發下進行的，這導致電荷向較暗的區域擴散。全局照明產(chan) 生的等電位減少了這種影響，並允許在更接近太陽能電池的實際工作模式下進行測量。

圖1顯示了從(cong) 高光譜數據中提取的P1和P2譜線周圍的PL曲線。PL圖顯示了P1線的邊緣附近的發射淬滅。進一步的研究表明，這種效應導致PL強度降低了約30%，而不是由於(yu) 成分變化。這一觀察結果為(wei) 沒有P1圖案線感應的寄生電路徑的互連設計帶來了新的見解。這項工作展示了高光譜成像如何成為(wei) 識別損耗和提高CIGS模塊效率的有用工具。

圖1.P1線邊緣內(nei) 的異常PL觀測。(a)P1和P2消融線的光學顯微照片（頂部）以及從(cong) 在同一點（底部）捕獲的高光譜顯微照片中提取的PL強度圖；(b)P1和P2圖案線（頂部）的單色（980nm處的PL）PL圖像，以及在P1和P2的PL線輪廓（980nm）的統計分析，顯示了P1邊緣PL效應的程度。（僅(jin) 顯示具有代表性的剖麵；平均值是基於(yu) 25個(ge) 剖麵中完成的。）改編自^[2]。

二、CIGS微電池的不均勻性研究

CIGS太陽能電池實現更高效率的另一個(ge) 障礙部分歸因於(yu) 其多晶性質帶來的電池不均勻性。為(wei) 了量化形態對電池效率的影響，研究其不同特性的空間變化至關(guan) 重要。

考慮到這一點，IPVF（前身為(wei) IRDEP-光伏能源研究與(yu) 發展研究所）的研究人員通過光譜和空間分辨光致發光（PL）和電致發光（EL）成像研究了CIGS微電池（直徑為(wei) 35μm）[3]。為(wei) 了進行這樣的實驗，他們(men) 使用了光譜分辨率為(wei) 2nm的高光譜成像儀(yi) （IMA），空間分辨率接近衍射極限（~μm）。EL采用源表，Vapp=0.95V。532nm激光用於(yu) PL（激發光照強度為(wei) 0.58mw）。在顯微鏡物鏡下的整個(ge) 視場被激發，同時收集來自百萬(wan) 個(ge) 點的PL信號。

圖2（a）和（b）顯示了CIGS微電池的PL和EL圖像。通過結合其光譜分辨的PL和EL圖以及光度絕對校準方法，研究人員可以使用廣義(yi) 普朗克定律來提取與(yu) 電池zui大電壓直接相關(guan) 的準費米能級分裂（Δμeff）（見圖1（c）和（d））。借助太陽能電池和LED之間的互易關(guan) 係，可以從(cong) EL圖像中推導出外部量子效率（EQE）。

在樣品的整個(ge) 表麵上獲得微米級的基本特性有助於(yu) 改進製造工藝，從(cong) 而達到更高的電池效率。

圖2.（a）集成PL發射和（b）集成EL發射的高光譜圖像。使用廣義(yi) 普朗克定律，可以推導出（c）和（d）Δμeff映射。改編自[3]。

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相關(guan) 文獻：

[1] Yoshida S. et al. 2019, Solar frontier achieves world record thin-film solar cell efficiency of 23.35%. PR Team, Corporate Administration Department, Solar Frontier, 17 January 2019, accessed August 27th 2020.

[2] Quiroz, C. O. R., Dion-Bertrand, L.-I., Brabec, C. J., Müller, J., & Orgassa, K. (2020). Deciphering the origins of P1-induced power losses in CIGS modules through hyperspectral luminescence.

[3] Delamarre, A., Paire, M., Guillemoles, J.-F., & Lombez, L. (2014). Quantitative luminescence mapping of Cu(In, Ga)Se2 thin-film solar cells. Progress in Photovoltaics: Research and Applications, 23(10), 1305–1312.

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