『IMA™ 前沿连载03』全局高光谱成像解锁下一代先进材料：IMA™ 实现GaAs准费米能级成像

使用镓砷化物GaAs样品对绝对校准模块进行测试镓砷化物GaAs是光伏应用中最常用的III-V族半导体化合物之一。这主要归功于其高电子迁移率、直接带隙以及良好的可控生长机制。目前单结GaAs太阳能电池的效率已接近30%已被广泛研究并迅速成为薄膜太阳能电池的参考标准。为评估Photon etc.基于体布拉格光栅的高光谱成像平台IMA的性能IPVF原IRDEP -光伏能源研究与发展研究所的研究人员利用该系统成功获取了来自弗劳恩霍夫太阳能系统研究所ISE的标准GaAs太阳能电池的光谱与空间分辨光致发光PL图像。采用532 nm激光对显微物镜下的整个视场进行均匀照明使得可同时采集来自百万个点的PL信号。这种全局照明模式有效解决了传统逐点成像中横向载流子扩散的问题并避免了因样品表面粗糙度带来的伪影。所记录图像的尺寸可达数平方毫米具体取决于物镜的放大倍数。借助IPVF开发的光谱和光度绝对校准程序可以确定样品表面每个点所发射的光子绝对数量。这一独特功能使研究人员能够直接从PL图像中提取出器件的准费米能级分裂Δμeff分布图。准费米能级分裂与太阳能电池的最大可实现电压和饱和电流密切相关因此具有重要研究价值。图1展示了 Δμeff/q的测量结果。测得的准费米能级分裂值为 Δμeff 1.1676±0.010 eV在电接触处图1中间垂直蓝线及器件边缘附近存在轻微下降。该结果与文献中关于GaAs的研究结果一致研究人员对其所采用的绝对校准和高光谱技术的准确性充满信心。图1–GaAs准费米能级除以电荷的分布图Δμeff/q。该图通过普朗克定律结合绝对PL测量计算得出。利用高光谱显微镜的强大功能探索IMA东隆科技总代理的IMA是一款高光谱显微镜可在单一仪器中提供400 nm至1620 nm范围内的光谱和空间信息。通过将科学级可见光VIS、近红外NIR和/或短波红外SWIR显微镜与Photon etc.专利成像滤光片相结合可对多种材料进行广泛的光学表征。IMA高光谱成像显微镜能够在单次快照中获取数百万个数据点并快速绘制光致发光PL、电致发光EL、荧光、反射率和透射率等图像。IMA具备灵活配置为明场或暗场高光谱显微镜的能力。此外基于高通量成像滤光片IMA比传统的逐点扫描系统更快、更高效。光伏分析变得简单几分钟内完成PLQY和QFLS成像随着新型光伏材料的兴起仅依赖光致发光量子产率PLQY成像已不足以全面评估性能。利用IMA高光谱显微镜采集的数据IMA的新软件模块可让您只需点击几下即可生成关键的光伏表征图谱——包括光致发光量子产率PLQY、准费米能级分裂QFLS和带隙能量Eg从而获得更深入、更准确的分析结果。无论您是刚刚开始研究还是深入材料优化阶段这款工具都快速、可靠可轻松集成到您的太阳能研究工作流程中。