PL vs EL成像分析

文摘   2024-04-08 10:19   新加坡  


Aaron PV

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/PL vs EL成像分析/



发光成像

发光成像的基本原理是激发样品表面使其发光,然后用相机捕获发光的成像。

晶硅电池常用的两种成像方式

  • PL,Photo-luminescence, 光致发光,由入射光子激发。光源均匀地照亮整个样品,因此,获得的成像是样品的真实的发光分布图,不受激发不均匀或局部串阻的影响。成像的局部发光强度是由该区域的载流子密度和寿命决定的。一个区域的发光越强,像素值越高。反之,发光越弱的区域,其像素值越低。有几个因素会使得发光减弱:
    • 载流子寿命低
    • 载流子的掺杂密度低
    • 局部缺陷(形成载流子复合中心并且降低局部载流子寿命)。局部缺陷包括:元素杂质、硅晶体的物理缺陷(例如隐裂、位错)、多晶硅的晶界等。
  • EL,电致发光,由电流激发。在生成 EL 成像的过程中,激发电流注入电池的主栅。电池自身的串阻造成激发电压逐渐下降,使得主栅线外的地方激发程度逐渐减弱。因此成像在真实的发光分布图基础上还会反映激发不均现象。此外,局部串阻分布也会改变激发电压的下降程度,使得发光进一步减弱。

PL vs EL分析对比

  • EL图像包含了串阻影响+局部缺陷影响(复合损失)
  • PL图像不体现串阻影响,主要受局部缺陷影响(复合损失)
  • PL成像正常,EL成像区域发暗,表明电阻损失为主要损失因素
  • PL成像发暗同时EL成像也偏暗,表明缺陷(复合损失)为主因

发光强度进一步分析


  • 过剩少子的产生→少子的复合
    • SRH复合,发光强度较差
    • 俄歇复合,发光强度较差
    • 辐射复合,发光强度最大(无缺陷状态)

PL成像解读

PL强度与自发辐射激发的比例正相关

  • - 比例常数,注入水平 < 为常数
  • PL可以用稳态SS(steady state)和准稳态QSS(quasi steady state)两种模式测试
  • PL测试少子寿命,不受空间电荷区影响
  • 可输出少子寿命分布图
  • 可换算成iVoc
  • 亮度越高→表示辐射复合更多
  • 亮度较暗→表示辐射复合较少→np值较低→少子寿命较低


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