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太阳能应用中的AFM薄膜表征万博电脑网页版登录

光伏是一种独特的光电材料,它能将光子转换成电流。当电池的衬底暴露在其p-n结通带内的光波长下时,就会发生这种光伏效应。通常,超出可见光谱(380-700nm)的光在表面界面被拒绝,这限制了现代太阳能电池技术的效率。太阳能电池的薄膜表征部分集中在预测这一吸收-转换过程的性能,这被定义为量子效率(QE)。

QE表示为入射光子数与转换载流子的比率。这种现象是由几个关键因素决定的,包括:p-n结的化学成分;光伏薄膜结构的热稳定性以及电池基材上的抗反射涂层的性能。尽管对多结光伏和新的沉积方法进行了重大研究和发展,但现代太阳能电池的最大QEs可达20-30%。

新兴的光伏电池比现有的单结和多结电池的性能有了显著提高。然而,复杂和创新纳米结构的薄膜表征需要高分辨率成像技术,能够全面评估器件的整体多种特性。这包括基板的计量分析;电结的电导率和介电常数;以及光伏电池的总体热性能。

薄膜的原子力显微镜表征

原子力显微镜(AFM)是一种基于纳米级光响应来确定太阳能电池性能的补充成像方法。由于其多方面的能力,它是光伏开发和制造中薄膜表征的领先技术之一。

首先,它能够在三维空间中对薄膜结构进行高分辨率的表面映射,提供有关设备微观结构的丰富数据。这对于关注晶体尺寸与光伏响应之间关系的薄膜表征至关重要。现代太阳能电池工程中最令人兴奋的材料之一是钙钛矿量子点,这是一种纳米级晶体,能够根据其化学成分和晶体大小转换光的波长。

拓宽钙钛矿光伏的粒径分布与QE的相应增加有关,但充分理解这种颗粒结构如何影响光伏响应需要对多层计量学进行全面分析。表征钙钛矿太阳能电池的表面形貌和粗糙度可以帮助消除制造问题,优化创新太阳能电池布局的发展。

AFM薄膜表征在光伏应用中的第二个好处是可以直接测量电响应和功能响应。万博电脑网页版登录光导AFM在全照明下进行,以确定薄膜结构中各个位置的电流转换,并测量整个器件的性能变化。

这些组合能力使AFM成为薄膜表征和表面涂层的理想解决方案,支持具有增强QEs的新型光伏发电的发展。

用AFM进行薄膜表征

庇护研究是AFM分析复杂薄膜结构和涂层的领先权威机构之一。我们开发了一系列系统,适用于测量太阳能电池的计量性能,包括表面粗糙度和均匀性。我们的AFM技术还可以为薄膜结构的电学性质提供可靠的定量。

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