在第二代太陽能電池中，銅銦二硫化物（CuInS2 或 CIS）是前景的材料之一。自 20 世紀(jì) 90 年代初以來，它就受到光伏領(lǐng)域科學(xué)家的關(guān)注，當(dāng)時其效率已超過 10% 。由于其高的吸收系數(shù)、直接帶隙（1.52 eV）以及無毒性，CIS 成為薄膜太陽能電池和量子點敏化太陽能電池的理想候選材料。然而，CIS 的效率似乎已達到瓶頸。為了進一步提升下一代 CIS 電池的性能并突破這一限制，必須深入理解制造工藝對電池性能的影響。

為此，IPVF（原 IRDEP - 光伏能源研究與發(fā)展研究所）的研究人員采用光譜與空間分辨的光致發(fā)光（PL）成像技術(shù)，對多晶 CuInS2 電池進行了表征。該高光譜平臺（IMA）具備高光譜分辨率（< 2 nm）和接近衍射極限的空間分辨率（~μm）。器件在整個顯微物鏡視場內(nèi)被 532 nm 激光均勻激發(fā)。圖 1a 顯示了器件的積分 PL 圖像，圖 1b 展示了所選區(qū)域的 PL 光譜。全局成像模式可快速揭示樣品的空間不均勻性。借助該技術(shù)，研究人員能夠?qū)崿F(xiàn)對帶隙和準(zhǔn)費米能級分裂波動的精確空間監(jiān)測。結(jié)合光譜和光度絕對校準(zhǔn)模塊，研究人員可以提取器件的光電特性圖（如 EQE、Voc 等），從而優(yōu)化制造工藝。

圖 1. a) 器件的積分 PL 圖像；b) 所研究區(qū)域內(nèi)選定區(qū)域的 PL 光譜。

利用高光譜顯微鏡的功能：探索IMA

東隆科技總代理的IMA是一款高光譜顯微鏡，可在單一儀器中提供400 nm至1620 nm范圍內(nèi)的光譜和空間信息。通過將科學(xué)級可見光（VIS）、近紅外（NIR）和/或短波紅外（SWIR）顯微鏡與Photon etc.成像濾光片相結(jié)合，可對多種材料進行廣泛的光學(xué)表征。IMA高光譜成像顯微鏡能夠在單次快照中獲取數(shù)百萬個數(shù)據(jù)點，并快速繪制光致發(fā)光（PL）、電致發(fā)光（EL）、熒光、反射率和透射率等圖像。IMA具備靈活配置為明場或暗場高光譜顯微鏡的能力。此外，基于高通量成像濾光片，IMA比傳統(tǒng)的逐點掃描系統(tǒng)更快、更高效。

光伏分析變得簡單：幾分鐘內(nèi)完成PLQY和QFLS成像

隨著新型光伏材料的興起，僅依賴光致發(fā)光量子產(chǎn)率（PLQY）成像已不足以全面評估性能。利用IMA高光譜顯微鏡采集的數(shù)據(jù)，IMA的新軟件模塊可讓您只需點擊幾下，即可生成關(guān)鍵的光伏表征圖譜——包括光致發(fā)光量子產(chǎn)率（PLQY）、準(zhǔn)費米能級分裂（QFLS）和帶隙能量（Eg），從而獲得更深入、更準(zhǔn)確的分析結(jié)果。

無論您是剛剛開始研究還是深入材料優(yōu)化階段，這款工具都快速、可靠，可輕松集成到您的太陽能研究工作流程中。