7th作者:Kim Larsen
识别太阳能电池材料的缺陷
在全球范围内，有很多与气候变化和如何更好地利用绿色能源有关的项目。其中一个主要目标是改进太阳能电池材料，使太阳能电池板的使用更加普遍，从而减少CO2发射。
在太阳能电池材料中，缺陷和杂质可以对最终产品产生巨大的影响，作为电荷载流子的重组中心。多晶硅(mc-Si)中影响性能的主要缺陷是点缺陷(如颗粒杂质)、线性缺陷(位错)和面缺陷(如晶界)。
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在牛津狗万正网地址仪器，我们通常使用成熟的SEM和FIB分析技术，因此为新开发的应用程序找到解决方案是一个有趣的挑战。万博电脑网页版登录EDS可以在化学基础上进行快速鉴别。这可以用来避免生产材料的污染，从而在第一时间防止某些缺陷的产生。然而，快速表征边界或位错缺陷更为困难。
传统上，mc-Si中的缺陷是用光致发光和电致发光成像技术来研究的。然而，这两种方法都不能提供纳米级的分辨率。因此，两者都不适合识别和描述诸如位错之类的小缺陷。
开发工作方法
在FIB上，我们习惯于使用纳米机械手，它可以精确定位，并用于在特定点与样品接触。如果纳米操纵器有合适的电气连接，那么尖端可以用作电接触点，电子设备可以测量电子束在样品上扫描时流经探针的电流。这将生成显示感应电流变化的图像，从而提供了在纳米尺度上成像缺陷的方法。
能够使用相同的设备和设置进行更广泛的分析，可以提供更快、更安全的工作流程。在传输过程中，与样品处理相关的风险显著降低，高精度OmniProbe的使用为EBIC和提升提供了单一的解决方案。随着FIB电测量成为一种更成熟的分析方法，我们很可能会看到许多其他应用程序正在开发中。万博电脑网页版登录
我们在实践中的解决方案
EBIC(电子束诱导电流)兼容纳米操纵器既可用于EBIC成像的电接触，也可用于在FIB上使用时的样品提升。设置如图1所示。OmniProbe用作电触点，而样品背面通过扫描电镜接地。另一种确保良好接地连接的方法是使用我们最近开发的EBIC样品架。
图1 -显示太阳能电池材料中EBIC信号的产生和使用OmniProbe机械手测量的示意图
为了揭示材料中的缺陷，蚀刻了p型mc-Si。然后使用如图1中示意图所示的类似设置将其加载到FIB中。
图2显示了如何对缺陷进行成像，覆盖了从毫米到纳米的广泛长度尺度。通过这种方式使用OmniProbe，可以很容易地首先确定缺陷的位置，然后制备含有缺陷的TEM举样，从而无需使用额外的设备就可以进行进一步的表征。图3所示的缺陷为附在TEM半网格上的片状白点。
图2 -跨多个长度尺度的缺陷和晶界EBIC成像。
图3 -在薄片中含有缺陷(白点)的抬升样品。
开发一种一致的方法来识别太阳能电池材料中的缺陷，对于提高商业规模的质量至关重要。这篇博客文章详细介绍了牛津仪器开发的解决方案，以识别和描述这些缺陷和错位。狗万正网地址如果您有兴趣了解更多关于此解决方案的信息，请下载我们的近期申请须知其中详细介绍了这一过程。
