北京衡工仪器有限公司
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光学光束诱导电流成像检测系统(LBIC)

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“光学光束诱导电流成像检测系统(LBIC)”参数说明

认证: ISO 品牌: 衡工
适用范围: 光学实验 分类: 检测仪器仪表
类目: 光学实验 型号: Lbic
规格: 1000X1000 商标: 衡工
包装: 自制包装 产量: 100

“光学光束诱导电流成像检测系统(LBIC)”详细介绍

  仪器简介:

光束诱导电流成像检测系统(Light-Beam Induced Current—LBIC—mapping system)是一种逐点非直接接触的扫描成象,即通过激光波长在半导体中的吸收距离和微区光电转换,可以表征太阳能电池微区的短路电流、表层缺陷(尺度大于0.5mm)、并联电阻(加配Keithley电源表)、反射率、量子效率等特性参数,并通过横向扫描(Mapping),形成这些参数的平面分布图像,以反映其平面均匀性,尤其是晶界和位错分布,为太阳能电池的结构优化和工艺改进提供参考依据。可以广泛应用到单晶硅、多晶硅、非晶硅(a-Si)、碲化镉(CdTe)、铜铟镓硒(CIGS)、有机半导体、染料敏化等各种传统和新型材料的太阳能电池研究,可以广泛应用到GaAs、InP、GaN基阵列器件的研究。克服了大面积光照下I-V测试与单点光谱测试的不对应性和不准确性,并通过不同激光波长对电池进行表征,大大提高了电池及光电子器件的诊断精度。本设备物理过程清晰,可以应用于大学科研和实验教学中,也可以应用于企业的研发过程。

技术参数:

--样品尺寸:Max 200200 mm2,Min 1 1 mm2

--激光波长:532和980nm(可根据材料的光吸收系数而自行选配)

--激光光斑:50 mm、100mm

-- 测试电流范围:1mA–1mA

--测试模式:LBIC mapping,LBIV mapping,Resistance mapping

-- 扫描步长:0.1、0.2、0.5、1、2、4mm(可根据实际需要自定义)

-- 扫描速度:15points/s

-- 可进行单点或连续扫描(mapping)测试

功能

1)特定波长下短路电流逐点扫描成像(LBIC-Mapping),观察逐点短路电流的均匀性、观察表层缺陷(表层厚度随波长吸收长度而定)

2)电压逐点扫描成像(LBIV-Mapping),观察电流的横向扩展状况及表层电阻的均匀性。

3)并联电阻逐点成像,观察电池、特别是电池边缘电隔离状况,反映电隔离工艺的水平。

4)反射率逐点扫描成像,观察钝化膜的减反特性以及晶粒取向对减反的影响。

适用范围

本设备可以应用到单晶硅、多晶硅等传统材料的太阳电池,更可以应用到非晶硅(a-Si)、碲化镉(CdTe)、铜铟镓硒(CIGS)、有机、染料敏化、微纳颗粒等新型材料的太阳能电池的研究过程中,找出研究中所存在的问题。
2125125mm2多晶硅电池平面的光束诱导电流成像(LBIC,左图光束诱导电成像(LBVC,右图,反映出缺陷的分布及短路电流的不均匀特性。前者反映了电池平面内短路电流的不均匀分布,后者反映了微区电压的横向扩展特性。由于这种扩展,测得的不是微区的开路电压。
311cm2小面积单晶硅太阳电池光束诱导电流(LBIC,左图)成像光束诱导电压(LBIV,右图)成像。纵轴为强度值,形成三维立体图。
图4,11cm2小面积晶体硅太阳电池的短路电流扫描成像,左下角黄色说明短路电流减小,即有泄漏,反映了电池制备过程中的工艺问题(这里为掩膜开裂等工艺问题)
5左图,借助Keithley电源表反向偏置,逐点测量短路电流,获得了(11cm2)小面积晶体硅太阳电池的二维电流分布,其中黑白相间的弧线反映出衬底中杂质纹路(黑心硅)。右图,也是借助Keithley电源表在微偏压,获得了(11cm2)小面积晶体硅太阳电池并联电阻二维图,通过右侧数值标定,可以清楚地看到整个平面内并联电阻阻值在(1.5~3.5)106W内变化,左下角高于右上角。右中为电极焊盘。
图6,通过LBIC图像可以确定石墨烯电池的有源区大小和位置,并在一定的分辨率下观察其光电响应的分布状况。扫描图中中间亮度很高的正方区域就是该石墨烯电池的有源区,图中可以看到有源区中有两个暗斑,说明这两处存在缺陷。
图7,电池是由几块有机太阳电池组合而成,从短路电流扫描图像可以看出,这几块电池的光电性能不一致,并且每块电池的光电性能也不均匀,下面三块要优于上三块,这可能与制备工艺有关。