光束诱导电流成像检测系统

系统简介

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像系统；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）、单波长反射率、单波长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、微纳颗粒、钙钛矿等各种材料的太阳能电池研究；也可应用到GaAs、InP、GaN基分立器件和阵列器件的研究。

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。

本系统物理过程清晰，适用于各大科研院所的科研和实验教学，同时适用于企业的研发过程。

功能

1  特定波长下短路电流逐点扫描成像（LBIC-Mapping），电流的均匀性、电池表层缺陷；

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，观察电池边缘电隔离状况，表征电隔离工艺的水平；

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。

技术参数

1. 多晶硅电池应用

125*125mm2多晶硅太阳能电池平面的光束诱导电流成像（LBIC，左图）和电压成像（LBVC，右图）。如下图：

上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。

2. 单晶硅电池应用

1*1cm2小面积单晶硅太阳电池光束诱导电流（LBIC，左）成像和光束诱导电压（LBIV，右）成像。纵轴为强度值，形成三维立体图。如下图:

电流成像（LBIC，左图）                                               电压成像（LBVC，右图）

3. 晶体硅短路电流扫描成像应用

1*1cm2小面积晶体硅太阳电池的短路电流扫描成像，如下图:

晶体硅短路电流扫描成像

如上图所示，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）。

4. 晶体硅二维电流、并联电阻二维分布应用

借助Keithley电源表反向偏置，逐点测量短路电流，能够获得（1*1cm2）小面积晶体硅太阳电池的二维电流分布（下图左）；

借助Keithley电源表在微偏压，获得了（1*1cm2）小面积晶体硅太阳电池并联电阻二维图像（下图右）。