蔡司扫描电镜显微镜检测太阳能电池板内部

人类的经济活动是建立在能源体系之上的，经济的增长往往伴随着能源需求的不断提高，而传统化石能源的使用会对生态环境造成不可逆的损害。2023年12月9日，第28届联合国气候大会（COP28）进行到后半段，中国代表团举行首次新闻发布会，时任中国气候变化事务特使的解振华出席。解振华特使重申了能源转型的方向，表示用清洁高效的可再生能源来替代化石能源，这是最终目标。2023年12月13日，会上全球190多个国家达成了“阿联酋共识”，各国被呼吁“以公正、有序、公平的方式在能源系统中摆脱化石能源(transitioning away from fossil fuels)，在这个关键的十年中加快行动”。

“阿联酋共识”为全球碳排放设定了新的目标：温室气体排放量至2030年较2019年减少43%，到2030年将全球可再生能源产能增加两倍，能效提升一倍。太阳能是可再生能源中非常重要的组成部分，太阳发射到地球的总功率达到1.77*1012kW，如何高效利用太阳能是学术界和产业界共同的话题。

1839年，法国科学家贝克雷尔首次发现了“光生伏特效应”，1954年美国科学家恰宾和皮尔松在贝尔实验室首次制成了实用单晶硅太阳能电池。至今人类已经在太阳能电池技术上取得了长足的进步，各种技术路线百花齐放。

太阳能电池根据其材料不同可分为晶体硅太阳能电池和薄膜太阳能电池。以P型硅片为基础的PERC电池（背面钝化电池）是目前市场上的主流技术路线，以N型硅片为基础的TOPCon电池（隧穿氧化层钝化接触电池）和HJT电池（异质结电池）则已经成为了近年来各厂商发展的重点。

太阳能电池的生产步骤十分复杂，包括，制绒，扩散，界面钝化，刻蚀，丝网印刷等步骤。制造商在生产过程中必须保证硅片上离子扩散的均匀性，钝化层厚度的均一性等。利用蔡司的工业显微镜技术可以实现对硅片微观形貌的观察和管控。如在P-N结的制结中需要扩散磷或硼元素，利用EDS（X射线能谱仪）可实现对样品元素分布的分析。在进行界面钝化或镀膜制备中会用到如PVD技术，CVD技术，ALD技术等，而不同技术手段则各有优劣，膜层的均匀性，致密性对产品性能有着举足轻重的影响，利用聚焦离子束（FIB）切割截面，配合扫描电镜（SEM）可实现对微观样品截面的形貌观测。

ZEISS Sigma系列扫描电子显微镜（SEM）Sigma 360
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蔡司Crossbeam系列 聚焦离子束扫描电镜(FIB-SEM)，专为高通量三维分析和样品制备量身打造的FIB-SEM
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蔡司显微镜技术凭借其先进的光电子技术，独特的物镜结构，优秀的镜筒设计能够实现高分辨率的微观形貌观察，在太阳能电池应用中无论是涂层颗粒度，涂层厚度，孔隙率分析，材料失效分析等都能发挥其独到的优势。

光伏产业的声势此起彼伏，伴随着陈旧产能出清，新技术的不断发展，行业布局不断更迭，对不同技术的选择和开拓也离不开对产品技术路线的不断深入探索。“十四五”规划中对光伏产业也提出了很多重要指标，光伏产业量质并举，势在必行。