Integriertes Offline-Fehlerprüfsystem für Perowskit-Photovoltaik

Das integrierte Offline-Fehlerprüfsystem für Perowskit-Photovoltaik ist für die Materialforschung, die Bewertung der Geräteleistung und die Fehleranalyse konzipiert. Durch die Integration von Photolumineszenz (PL), Elektrolumineszenz (EL) und automatisierter optischer Hell- und Dunkelfeldinspektion (AOI) eignet sich das Offline-System für Perowskit- und Perowskit/Silizium-Tandemzellen unterschiedlicher Größe und ermöglicht eine Multiskaleninspektion, von großflächiger Bildgebung bis hin zur lokalisierten mikroskopischen Defektbeobachtung. Zu den optionalen Funktionen gehören hochauflösende Bildgebung, PL-Spektroskopie, zeitaufgelöste Photolumineszenz (TRPL) und Photostrom-/Photospannungskartierung. In Kombination mit PL-Quantenausbeute (PLQY), Quasi-Fermi-Level-Splitting (QFLS) und Pseudo-J-V-Bildgebung charakterisieren diese Fähigkeiten die räumliche Verteilung optoelektronischer Eigenschaften in Materialien und Geräten. KI-gestützte Fehlererkennung, -klassifizierung, statistische Analyse und Gleichmäßigkeitsbewertung tragen dazu bei, Fehlereigenschaften mit Leistungsschwankungen zu korrelieren und liefern experimentelle Erkenntnisse für Materialscreening, Prozessoptimierung und Verbesserungen der Effizienz und Stabilität.

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Merkmale

PL-, EL- und AOI-Inspektion

Mehrere Probengrößen und Tandemzellenkompatibilität

Hochauflösende Bildgebung: ~5 μm

Spezifikationen

PL-, EL- und AOI-Bildgebung
Sichtfeld	35 cm × 35 cm
Räumliche Auflösung	Ungefähr 50 μm/Pixel
PL-Anregungsquellen	532 nm LED-Flächenlichtquelle (andere Wellenlängen optional); 850 nm LED-Flächenlichtquelle für Tandem-Solarzellen
Gleichmäßige Beleuchtung	>90 %
Beleuchtungsintensitätsbereich	0,01–1,2 Sonne
Bildaufnahmezeit	Typischerweise <1 s, abhängig von der PL- und EL-Signalintensität der Probe
Hochauflösende Bildgebung
Sichtfeld	2,5 cm × 2,5 cm
Räumliche Auflösung	Ca. 5 μm/Pixel (höhere Auflösung auf Anfrage erhältlich)
PL-Spektroskopie
Anregungsquelle	532-nm-Laser (für Tandem-Solarzellen ist eine zusätzliche 850-nm-Quelle verfügbar)
Spektraler Erfassungsbereich	350–1000 nm (für Tandemsolarzellen ist ein maßgeschneidertes Nahinfrarotspektrometer erhältlich)
Spektrale Auflösung	Wellenlängenauflösung: 0,25 nm; optische Auflösung: 1,8 nm
Zusätzliche Funktionen
Elektrische Charakterisierung	Scannen von Photostrom- und Photospannungsbildgebung
KI-Analyse	KI-basierte Fehlererkennung
Erweiterte Bildgebung	Bildgebung der Photolumineszenz-Quantenausbeute (PLQY), der Quasi-Fermi-Level-Aufspaltung (QFLS) und der Pseudo-J-V-Eigenschaften

Beispiele

① Routinemäßige bildgebende Inspektion

30 cm × 30 cm großes Photovoltaik-Panel mit einer herkömmlichen Perowskit-Zusammensetzung.

② Integrierte Messmodule

Das System kann hochauflösende Bildgebungs-, Spektroskopie- und Scanning-Photospannungs-/Photostrommodule integrieren.

Bildgebende und spektroskopische Fähigkeiten

Hochauflösende In-situ-Messungen: AOI-, PL- und EL-Messungen mit höherer räumlicher Auflösung. Das Sichtfeld und die räumliche Auflösung können individuell angepasst werden, um Defekte und Ritzlinien zu charakterisieren und kleine Proben zu prüfen.
Photostrom-/Photospannungsmodul: Misst den Kurzschlussstrom und die Leerlaufspannung in verschiedenen Probenregionen, um lokale Variationen in der elektrischen Reaktion zu identifizieren.
Zeitaufgelöste Photolumineszenz (TRPL): Misst die Trägerlebensdauer in Perowskit-Materialien, um die Rekombination der Träger und die Ladungsextraktionsdynamik aufzudecken.
Spektroskopie: misst PL- und EL-Spektren an verschiedenen Probenorten, um die räumliche Verteilung und Variation der Perowskit-Zusammensetzung aufzudecken; Spektralscanning-Bildgebung wird ebenfalls unterstützt.

③ KI-basierte automatisierte Fehlererkennung

Ergebnisse der KI-basierten Fehlerklassifizierung

④ Automatisierte Fehlererkennung und Prozessverfolgung

⑤ QFLS und Pseudo-JV-Bildgebung

⑥ Charakterisierung von Perowskit-Silizium-Tandemzellen

Durch Ändern der Anregungswellenlänge und des Detektionsspektralbands können die Perowskit- und Siliziumschichten einer Tandemsolarzelle unabhängig voneinander untersucht und bewertet werden, wodurch die Leistung jeder Funktionsschicht sichtbar wird.