Imágenes de luminiscencia

El principio básico de las imágenes luminiscentes es excitar la superficie de una muestra para hacerla brillar y luego capturar las imágenes luminiscentes con una cámara.

Dos métodos de imagen comúnmente utilizados en células de silicio cristalino

PL, Fotoluminiscencia, se excita mediante fotones incidentes. La fuente de luz ilumina toda la muestra de manera uniforme, por lo que la imagen resultante es un perfil de luminiscencia real de la muestra, que no se ve afectado por una excitación no uniforme o una resistencia cruzada local. La intensidad de luminiscencia local de las imágenes está determinada por la densidad del portador y la vida útil de la región. Cuanto más fuerte sea el brillo en un área, mayor será el valor del píxel. Por el contrario, cuanto más débil sea el área emitida, menor será el valor del píxel. Hay varios factores que pueden hacer que el brillo disminuya:

Baja vida útil del operador

La densidad de dopaje de los portadores es baja.

Defectos locales (formación de centros de recombinación de portadores y reducción de la vida útil de los portadores locales). Los defectos locales incluyen: impurezas elementales, defectos físicos de los cristales de silicio (p. ej., grietas, dislocaciones), límites de grano del polisilicio, etc.

EL, electroluminiscencia, se excita mediante una corriente eléctrica. Durante la generación de imágenes EL, se inyecta una corriente de excitación en la rejilla principal de la celda. La resistencia en serie de la propia célula solar hace que la tensión de excitación disminuya gradualmente, de modo que el grado de excitación fuera de la barra colectora se debilita gradualmente. Por lo tanto, la imagen también reflejará el fenómeno de excitación desigual sobre la base del mapa de distribución de luminiscencia real. Además, la distribución de resistencia en serie local también cambia el grado de reducción del voltaje de excitación, lo que debilita aún más la luminiscencia.

Comparación del análisis PL vs EL

La imagen EL contiene el efecto de la resistencia en serie + el efecto de los defectos locales (pérdida compuesta)

Las imágenes PL no muestran el efecto de la resistencia en serie y se ven afectadas principalmente por defectos locales (pérdida compuesta)

Las imágenes de PL eran normales y el área de imágenes de EL estaba oscura, lo que indica que la pérdida de resistencia fue el principal factor de pérdida.

La imagen PL estaba oscuro y la imagen EL también era oscura, lo que indica que el defecto (pérdida del compuesto) fue la causa principal

La intensidad luminosa se analiza más a fondo.

La producción de excedentes y baja natalidad → el compuesto de baja natalidad

Compuesto SRH, poca intensidad luminosa.

Recombinación Auger con poca intensidad luminosa.

Recombinación radiante con máxima intensidad luminosa (estado libre de defectos)

Interpretación de imágenes PL

La intensidad de PL se correlaciona positivamente con la proporción de excitación de radiación espontánea.

- Proporcionalidad constante, nivel de inyección. es constante

PL se puede probar en dos modos: estado estable (SS) y estado casi estable (QSS).

Pruebas de PL para una vida útil baja del subon, que no se ve afectada por la región de carga espacial

Puede generar un mapa de la vida de los pocos hijos.

Se puede convertir a iVoc

Cuanto mayor es el brillo → más recombinación radiativa

Un brillo tenue → indica menos recombinación radiativa → valores de NP más bajos → menos hijos y vidas más cortas