在第二代太陽能電池中，銅銦二硫化物（CuInS2 或 CIS）是前景的材料之一。自 20 世紀 90 年代初以來，它就受到光伏領域科學家的關注，當時其效率已超過 10% 。由于其高的吸收系數、直接帶隙（1.52 eV）以及無毒性，CIS 成為薄膜太陽能電池和量子點敏化太陽能電池的理想候選材料。然而，CIS 的效率似乎已達到瓶頸。為了進一步提升下一代 CIS 電池的性能并突破這一限制，必須深入理解制造工藝對電池性能的影響。

為此，IPVF（原 IRDEP - 光伏能源研究與發展研究所）的研究人員采用光譜與空間分辨的光致發光（PL）成像技術，對多晶 CuInS2 電池進行了表征。該高光譜平臺（IMA）具備高光譜分辨率（< 2 nm）和接近衍射極限的空間分辨率（~μm）。器件在整個顯微物鏡視場內被 532 nm 激光均勻激發。圖 1a 顯示了器件的積分 PL 圖像，圖 1b 展示了所選區域的 PL 光譜。全局成像模式可快速揭示樣品的空間不均勻性。借助該技術，研究人員能夠實現對帶隙和準費米能級分裂波動的精確空間監測。結合光譜和光度絕對校準模塊，研究人員可以提取器件的光電特性圖（如 EQE、Voc 等），從而優化制造工藝。

圖 1. a) 器件的積分 PL 圖像；b) 所研究區域內選定區域的 PL 光譜。

利用高光譜顯微鏡的功能：探索IMA

東隆科技總代理的IMA是一款高光譜顯微鏡，可在單一儀器中提供400 nm至1620 nm范圍內的光譜和空間信息。通過將科學級可見光（VIS）、近紅外（NIR）和/或短波紅外（SWIR）顯微鏡與Photon etc.成像濾光片相結合，可對多種材料進行廣泛的光學表征。IMA高光譜成像顯微鏡能夠在單次快照中獲取數百萬個數據點，并快速繪制光致發光（PL）、電致發光（EL）、熒光、反射率和透射率等圖像。IMA具備靈活配置為明場或暗場高光譜顯微鏡的能力。此外，基于高通量成像濾光片，IMA比傳統的逐點掃描系統更快、更高效。

光伏分析變得簡單：幾分鐘內完成PLQY和QFLS成像

隨著新型光伏材料的興起，僅依賴光致發光量子產率（PLQY）成像已不足以全面評估性能。利用IMA高光譜顯微鏡采集的數據，IMA的新軟件模塊可讓您只需點擊幾下，即可生成關鍵的光伏表征圖譜——包括光致發光量子產率（PLQY）、準費米能級分裂（QFLS）和帶隙能量（Eg），從而獲得更深入、更準確的分析結果。

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