使用XPS映射损坏的太阳能电池的工作功能

在本文中，Thermo Scientific™的K-Alpha™x射线光电子能谱仪(XPS)系统被用于测量并绘制受损太阳能电池结构的工作函数。

部分结构是分层的，有三个明确定义的可见区域，每个区域具有不同的工作功能。将功函数图上的特征与表面的化学成分联系起来是可能的。

Thermo Scientific K-Alpha XPS。

介绍

在广泛的材料技术领域，有效地控制化学成分和材料欧洲杯足球竞彩的电性能。这个要求的一个很好的例子是制造太阳能电池，在这种情况下，在这种情况下，太阳能电池基于CIGS的薄膜（CU（IN，GA）SE₂）。

该装置的结构还包括含有氧化铟锡（ITO），硫化物和氧化锌的上电极。通过铬和钼层保持完全结构与钢基材分开。

图1。通过CIGS设备深度剖面。

图1中所示的实线表示从CIGS设备获取的轮廓。该图中的虚线示出了来自损坏的设备的区域的轮廓。此配置文件与设备的分层产生的损坏一致。

实验

可以使用光电子光谱仪以下列方式测量工作功能。

从整个光谱范围获得频谱。这允许在低结合能中测量截止能量。通常需要偏置样品以避免仪器工作功能的结果。

图2。来自使用单色AlKα辐射获得的金的一部分测量光谱。

图2显示了用金色获得的测量光谱的两个极端结束，其具有单色X射线源（AlKα，光子能量1486.6eV）。完整的光谱被移位，使得FERMI水平与0 EV结合能方对齐。

接下来，在通过截止能量和光子能量之间的差异提供工作函数之前，从已知的光子能量（图2）中测量和减去高结合能量切断。在这种情况下，计算了5.1eV的值，并且该图与清洁金的光电工作功能良好。

这种方法非常依赖于精确校准的光谱仪，并且正确已知的光子能量。K-alpha仪器具有内部标准样品（铜，银和金），该仪器可以用于自动校准XPS绑定能量尺度。

通过测量X射线诱导螺旋峰在结合能级上的位置，可以验证光子能量，然后将其添加到螺旋谱中的特定峰值的已知动能。通过使用内置于仪器中的铜样品，K-alpha在校准过程中自动实现。

结果

图3显示了在K-Alpha的分析位置损坏的太阳能电池的实时光学视图。XPS分析在三个位置（图3）证实标记为“ITO”的区域是根本上未润润的铟氧化锡。

图3。在k-alpha分析位置的装置中显示的损坏的太阳能电池光学视图。

标记为“AG”的区域主要是银色用作对装置的电接触。第三个区域由钼组成，其中一些遗体是CIGS材料。同样，这表明了与设备的分层产生的损坏的一致性。

因此，可以映射包含三种材料的区域，从而能够构建工作功能图。欧洲杯足球竞彩这种形式的地图显示在图5中，并将其收集，其中X射线点尺寸为50μm。

工作功能图清楚地显示了样本的三个区域。使用Thermo Sciencific Avantage软件内的高级PCA（主成分分析）算法构建地图，该算法与K-alpha一起标准。

图4。XPS光谱的截点区域分别来自样品的三个区域。

图5。使用来自K-alpha工作函数值的50μmX射线点的样本的工作功能映射显示在图像上。

总结

可以通过上述示例来看，可以快速且精确地测量工作功能k-alpha.。此外，当PCA施加到光谱时，可以在样品表面上映射工作功能。

致谢

由Paul Mack，Tim欧洲杯足球竞彩 Nunney和John Wolstenholme的材料制作，来自Thermo Fisher Scientific。

这些信息已被采购，从Thermo Fisher Scientific - X射线光电子谱（XPS）提供的材料中审查和调欧洲杯足球竞彩整。

有关此来源的更多信息，请访问Thermo Fisher Scientific - x射线光电子能谱(XPS)。