光束誘導(dǎo)電流成像檢測(cè)系統(tǒng)
系統(tǒng)簡(jiǎn)介 光束誘導(dǎo)電流成像檢測(cè)系統(tǒng)—LBIC（Light-Beam Induced Current mapping system）是一種逐點(diǎn)掃描成像檢測(cè)技術(shù)；通過(guò)激光單色性和會(huì)聚性，逐點(diǎn)表征光電子器件（包括太陽(yáng)電池）微區(qū)特性；并通過(guò)二維掃描（Mapping），形成器件參數(shù)的平面分布圖像，反映其平面均勻性。
系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用到單晶硅、多晶硅、非晶硅（a-Si）、碲化鎘（CdTe）、銅銦鎵硒（CIGS）、有機(jī)半導(dǎo)體、染料敏化、微納顆粒、鈣鈦礦等各種材料的太陽(yáng)電池研究，特別是小面積電池的研究；也可應(yīng)用到GaAs、InP、GaN基分立器件和探測(cè)器陣列芯片的研發(fā)。適合廣大科研工作人員以及企業(yè)研發(fā)人員使用。
圖1光束誘導(dǎo)電流成像檢測(cè)系統(tǒng)（LBIC）
系統(tǒng)組成 系統(tǒng)主要由主機(jī)、控制系統(tǒng)、軟件平臺(tái)三大部分組成。主機(jī)部分含激光器，三維顯微載物臺(tái)，CCD探測(cè)器、標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器、以及數(shù)據(jù)采集器；控制系統(tǒng)由激光器控制電源，電源表，三維顯微載物臺(tái)控制器、數(shù)字源表、抽氣泵控制電源等組成；軟件包含掃描控制、數(shù)據(jù)采集控制、數(shù)據(jù)處理以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等。
系統(tǒng)參數(shù) | 測(cè)量面積（mm2） | 1´ 1~156 ´ 156 |
| 激光器（nm） | 532，980（標(biāo)配，其他波長(zhǎng)可選） |
| 激光光斑（μm） | 100、50 |
| 測(cè)試電流范圍（mA） | 0.001~1 |
| 測(cè)試模式 | LBIC mapping，LBIV mapping |
| 掃描步長(zhǎng)（mm） | 0.05、0.1、0.2、0.5、1、2、4，可自定義 |
| 掃描速度（points/s） | 15 |
| 測(cè)量方式 | 單點(diǎn)、連續(xù)掃描（mapping） |
功能和特點(diǎn) ?? 短路電流逐點(diǎn)成像，觀察電池電流的均勻特性，陣列的均勻特性；
?? 單波長(zhǎng)反射率逐點(diǎn)成像，觀察鈍化膜以及表面制絨的均勻特性；
?? 單波長(zhǎng)量子效率；
?? 電池缺陷（晶界和位錯(cuò)）分布（尺度大于0.5 mm）
?? 克服了大面積光照下I-V測(cè)試與單點(diǎn)光譜測(cè)試的不對(duì)應(yīng)性和不準(zhǔn)確性
??
可依據(jù)用戶具體需求，特殊定制波長(zhǎng)和光斑尺度。 應(yīng)用案例 1 多晶硅電池
125´125 mm
2多晶硅太陽(yáng)能電池平面的光束誘導(dǎo)電流成像（LBIC，左圖）和電壓成像（LBIV，右圖）。如下圖2:
圖2 電流成像（LBIC，左圖） 電壓成像（LBIV，右圖）
上圖2反映出缺陷的分布及短路電流的不均勻特性。左圖反映了電池平面內(nèi)短路電流的不均勻分布，右圖反映了微區(qū)電壓的橫向擴(kuò)展特性。
2 單晶硅電池
1´1 cm
2小面積單晶硅太陽(yáng)電池光束誘導(dǎo)電流、電壓三維成像。如下圖3:
圖3 電流三維成像（LBIC，左圖） 電壓三維成像（LBIV，右圖）
可以直觀觀測(cè)微區(qū)電壓橫向擴(kuò)展特性。
3 晶體硅短路電流掃描成像
1´1 cm
2小面積晶體硅太陽(yáng)電池的短路電流掃描成像，如下圖4:
圖4晶體硅短路電流掃描成像
如上圖4所示，左下角黃色說(shuō)明短路電流減小，即有泄漏，反映了電池制備過(guò)程中的工藝問(wèn)題（這里為掩膜開(kāi)裂等工藝問(wèn)題）。
4 晶體硅短路電流、并聯(lián)電阻二維分布
借助電源表反向偏置，逐點(diǎn)測(cè)量短路電流，獲得二維電流分布（圖5左）；
借助電源表在微偏置電壓下，獲得并聯(lián)電阻二維掃描圖像（圖5右）。
圖5 1´1 cm
2晶體硅電池短路電流二維圖（左） 1´1 cm
2晶體硅電池并聯(lián)電阻二維圖（右）
如上圖5 左圖所示，其中黑白相間的弧線反映出襯底中雜質(zhì)紋路（黑心硅）。如右圖所示，通過(guò)右側(cè)數(shù)值標(biāo)定，可以清楚地看到整個(gè)平面內(nèi)并聯(lián)電阻阻值在(1.5~3.5)´10
6 W內(nèi)變化，左下角高于右上角；右中花斑為電極焊盤(pán)。
5 石墨烯電池
通過(guò)LBIC圖像可以確定石墨烯電池的有源區(qū)大小和位置，并在一定的分辨率下觀察其光電響應(yīng)的分布狀況。如下圖6所示：掃描圖中中間亮度很高的正方區(qū)域就是該石墨烯電池的有源區(qū)。
圖6石墨烯電池LBIC圖像
由上圖6中，可以看到有源區(qū)中有兩個(gè)暗斑，說(shuō)明這兩處存在缺陷。
6 有機(jī)電池
該有機(jī)電池是由6條有機(jī)太陽(yáng)電池組合而成，對(duì)其進(jìn)行短路電流掃描，可得如下圖7所示：
圖7 有機(jī)電池短路電流掃描圖像
由上圖7可知，這6條電池的光電性能不一致，并且每塊電池的光電性能也不均勻，下面三條要優(yōu)于上面三條，這表明器件性能不均勻特性與制備工藝有關(guān)。
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