銅銦镓硒(Cu(In,Ga)Se2 or CIGS)是薄膜太陽能電池的最佳候選者之一。CIGS在長期光照下除了穩定性高外還具有較高的吸光度和
直接帶隙。目前一些科研小組已經將典型多晶CIGS設備量子效率超過20%,並且有較好的重複性。但是這種效率依舊低於(yu) Shockley-
Queisser的理論計算值。這在一定程度上歸因於(yu) 由於(yu) 多晶性質引起的太陽能電池的不均一性,這也使材料性能和整體(ti) 性能的關(guan) 係模
糊。為(wei) 了量化形態對太陽能電池量子效率的影響,研究不同性質在空間上的變化將變的至關(guan) 重要。
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銅銦镓硒(Cu(In,Ga)Se2 or CIGS)是薄膜太陽能電池的最佳候選者之一。CIGS在長期光照下除了穩定性高外還具有較高的吸光度和直接帶隙。目前一些科研小組已經將典型多晶CIGS設備量子效率超過20%,並且有較好的重複性。但是這種效率依舊低於(yu) Shockley-Queisser的理論計算值。這在一定程度上歸因於(yu) 由於(yu) 多晶性質引起的太陽能電池的不均一性,這也使材料性能和整體(ti) 性能的關(guan) 係模糊。為(wei) 了量化形態對太陽能電池量子效率的影響,研究不同性質在空間上的變化將變的至關(guan) 重要。
考慮到這一點,IRDEP(法國光伏能源研究院)的研究人員對CIGS微型太陽能電池(直徑為(wei) 35μm)進行了光致發光PL和電致發光EL光譜成像進行了探究[1]。實驗采用了高光譜成像設備(IMATM),該設備擁有2nm的光譜分辨率和亞(ya) 微米的空間分辨率。電致發光實驗采用Vapp = 0.95 V 的源表。PL采用波長為(wei) 532nm的連續激光。在顯微鏡下的整個(ge) 視場被激發,並同時收集來自一百萬(wan) 個(ge) 點的PL信號。
圖1,(a)和(b)展示了CIGS微型CIGS太陽能電池的PL和EL圖譜,利用他們(men) 的光譜信息和絕對校準與(yu) 廣義(yi) 普朗克定律相結合,IRDEP的研究人員提取了樣品的準費米能級分裂成像圖見圖(c)和(d)該參數與(yu) 太陽能電池的最大電壓直接相關(guan) 。借助太陽能電池和LED間的倒易關(guan) 係,可從(cong) EL成像圖譜中推算出外量子效率(EQE)。
結果展示了微型太陽能電池的基本性質。例如,準費米能級分裂以及潛在的外量子效率可以在樣品微納尺度上獲得。
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1) 激發光源均勻分布整視野,作用於(yu) 樣品表麵激光功率密度較低,同時避免了由於(yu) 局部照明造成的載流子複合即使在較低功率下可獲得高信噪比圖像。
2)整視野麵成像,采用光譜掃描,成像速度快,150150μm 2成像範圍僅(jin) 需8分鍾。
3)可做絕對校準,獲得光譜絕對強度,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(wei) 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於(yu) 一體(ti) 。
參考文獻:
[1]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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