使用共聚焦拉曼显微镜进行多晶硅太阳能电池检测

图1.多晶硅太阳能电池的显微镜光学图像。在此图像上可以观察到大块的熔融和凝固的硅。

可再生能源，例如太阳能，预计将在不久的将来发挥重要作用。为了将太阳光的能量直接转化为电能，硅太阳能电池(晶体或多晶)被广泛使用，因为硅技术由于快速降低成本而在市场上占据主导地位。多晶硅电池比单晶便宜，但效率较低。

多晶电池由大块熔融和凝固的硅制成。这种细胞的显微镜光学图像显示在下面的图1.中。可以在此光学图像上观察到不同类型硅的块。非晶硅的存在会导致转换效率降低，因此，测试太阳能电池中硅的结晶度对于制造过程非常重要。拉曼光谱可用于结晶度分析。本应用说明以图2.所示的多晶硅太阳能电池为例进行了演示。

图2.多晶硅太阳能电池的拉曼成像。黑色对应于较高的 Si 结晶分数含量，而亮色对应于非晶相的升高含量。

在晶体硅中，键长是均匀的，因此在 520 cm-1 处只有一个尖峰。在非晶硅中，键长是变化的，导致在 480 cm-1 附近产生宽泛光谱特征(图2)。结晶分数与 I520/I480 的强度比成正比。从图2.中可以看出，多晶硅电池上的不同块具有不同数量的非晶相。我们已经证明，拉曼显微镜-光谱仪 Confotec® MR520 可用于使用共焦拉曼显微镜进行硅太阳能电池检测。

审核编辑 黄宇