通過高光譜解密 (CIGS) 模塊中引發(fā)的功率損耗的起源（二）

正文

通過高光譜解密 (CIGS) 模塊中引發(fā)的功率損耗的起源（二）

CIGS激光圖形化后P1的激光誘導損傷

圖1(a)–(d)展示了在CIGS沉積后使用和不使用光學孔徑的兩種P1燒蝕線的高光譜PL圖像及其光學顯微圖秘豹，分別稱為P1-A和P1-NA。在兩種情況下昌粤，觀察到的第1個特征是通過去除CIGS材料限定的溝槽寬度與PL發(fā)射溝槽寬度不同既绕。PL溝槽明顯更寬啄刹。為了量化圖形線附近PL不活躍區(qū)域的重要性，將兩個圖像進行疊加和比較（圖1(a)–(d)）凄贩。

圖1.獨立于光學孔徑的激光誘導短程熱效應的觀察誓军。(a,b) P1在CIGS圖形化后的光學顯微圖像：(a)使用光學孔徑和(b)不使用光學孔徑的激光光路徑。(c,d)對應的單色PL顯微圖像疲扎。下方面板突出了由光學和光致發(fā)光顯微圖像繪制的區(qū)域昵时。(e,f)通過從PL失活區(qū)域減去CIGS去除區(qū)域觀察短程熱效應：(e)使用光學孔徑和(f)不使用光學孔徑（所有max寬度估計值均為近似值）。

通過光學圖像可以輕松檢測出Mo和CIGS之間的強烈對比椒丧，從而確定CIGS材料的缺失邊界壹甥。相反，對于PL失活區(qū)域的確定壶熏，考慮了在max計數(shù)點980 nm處的PL發(fā)射強度：PL區(qū)域的開始是當光致發(fā)光超過980 nm所有參考活動區(qū)域的平均發(fā)射強度的50%時句柠。通過去除CIGS材料繪制的P1線的max寬度約為P1-NA的84μm和P1-A的42μm。為了測量通過PL圖像繪制的燒蝕溝槽的max寬度久橙，分析了每種情況下總共65條水平PL強度曲線俄占。部分曲線顯示在圖2(b)和圖3(b)中。maxPL溝槽寬度為P1-NA的約95μm和P1-A的約50μm淆衷。光學與PL發(fā)射圖像的直接比較如圖1(e)和(f)所示缸榄，可以輕松識別P1-NA和P1-A分別增加了約7.2μm和8.7μm。由于這種效應僅在短程內（5–10μm）祝拯，因此將其稱為短程熱效應或“SR熱效應”甚带。強調，觀察到的SR熱效應與是否使用光學孔徑無關佳头。

圖2.激光誘導的長程熱效應的觀察——無光學孔徑鹰贵。(a) CIGS/CdS/i:ZnO圖形線后的P1單色PL顯微圖像；(b)選定的強度曲線康嘉，其中紅色標簽表示它們在y方向上的位置碉输；(c)歸一化統(tǒng)計PL積分在選定區(qū)域內；(d, e)燒蝕線(d)左側和(e)右側的統(tǒng)計PL光譜分析亭珍。參考光譜由實線灰色線表示敷钾。

圖3.激光誘導的長程熱效應的觀察——有光學孔徑。(a) CIGS/CdS/i:ZnO圖形線后的P1單色PL顯微圖像肄梨；(b) 選定的強度曲線阻荒，其中紅色標簽表示它們在y方向上的位置；(c) 歸一化統(tǒng)計PL積分在選定區(qū)域內众羡；(d, e) 燒蝕線(d) 左側和(e) 右側的統(tǒng)計PL光譜分析侨赡。參考光譜由實線灰色線表示。

光致輻射復合的完全和突然耗盡可能表明化學成分的顯著變化或有效的相變。由于SR熱效應的范圍遠超光生載流子的遷移距離羊壹，可以很容易地理解SR熱效應內的CIGS區(qū)域不再是光活性的蓖宦。作為參考，Brown通過電子束誘導電流（EBIC）報告了0.30到0.52μm的少數(shù)載流子擴散長度舶掖。相應地球昨，Delamarre使用寬帶可調激光的光束誘導電流（LBIC）裝置繪制了1.09μm（標準偏差為0.10μm）的載流子擴散長度。上述陳述可以通過以下事實進一步解釋：CIGS的部分損傷不會完全耗盡光致輻射復合眨攘，而只會抑制它主慰。熱誘導缺陷的逐漸增加將通過非輻射能量耗散途徑（如熱或紅外輻射）逐漸抑制光致輻射復合。在這方面鲫售，Schultz報告了圖形線邊緣的CIGS成分的激光誘導變化共螺，也是短程距離。借助能量色散X射線光譜（EDX）情竹、原子力顯微鏡（AFM）和導電原子力顯微鏡（c-AFM）藐不，他們發(fā)現(xiàn)這種成分變化源于導電率的局部顯著增加。CIGS的熱分解是文獻中廣泛研究的主題秦效，通常歸因于元素成分的部分減少雏蛮，這些成分需要較少的能量進行蒸發(fā)、熔化或擴散阱州。僅考慮蒸發(fā)焓挑秉，銅（Cu）在CIGS材料中傾向于保留更長時間。SR熱效應內的Cu豐富的CIGS會解釋圖1(e)和(f)中顯示的差異苔货。同樣犀概，P1激光燒蝕線附近的Cu豐富的CIGS相會成為P1誘導功率損失的重要來源。

總之夜惭，在激光燒蝕過程中確實存在平行的SR熱效應姻灶。這種短程效應是首次在高分辨率下觀察和記錄到的。正如上文所述诈茧，這種效應與是否使用光學孔徑無關产喉。zui后的觀察尤其重要，因為它表明SR熱效應是燒蝕過程本身的內在特性敢会。這表明SR熱效應與激光束的光束輪廓無關镊叁。因此可見，在使用類似頻率和功率的激光器時走触，其他光束整形策略將無法防止可能源于SR熱效應的電分流。

更多高光譜暗場顯微鏡詳情請訪問上海昊量光電的官方網(wǎng)頁：

http://www.wjjzl.com/details-1007.html

參考文獻：

[1] Hyperspectral Photoluminescence Imaging for Spatially Resolved Determination of Electrical Parameters of Laser-Patterned Perovskite Solar Cells

更多詳情請聯(lián)系昊量光電/歡迎直接聯(lián)系昊量光電

關于昊量光電：

上海昊量光電設備有限公司是光電產(chǎn)品專業(yè)代理商疤苹，產(chǎn)品包括各類激光器互广、光電調制器、光學測量設備、光學元件等惫皱，涉及應用涵蓋了材料加工像樊、光通訊、生物醫(yī)療旅敷、科學研究生棍、國防、量子光學媳谁、生物顯微涂滴、物聯(lián)傳感、激光制造等晴音；可為客戶提供完整的設備安裝柔纵，培訓，硬件開發(fā)锤躁，軟件開發(fā)搁料，系統(tǒng)集成等服務。

您可以通過我們昊量光電的官方網(wǎng)站www.wjjzl.com了解更多的產(chǎn)品信息系羞，或直接來電咨詢4006-888-532郭计。