2025年6月12日上海SNEC國際光伏展-會議系列蓋錫筆記（Mapping Performance and Stability:ANew High-Resolution Multi- Wavelength PL Tool for Next-Generation Solar Cells ）

Alison Ciesla博士，澳大利亞新南威爾士大學(xué)(UNSW)高級講師、研究員

Alison Ciesla博士詳細(xì)介紹了由新南威爾士大學(xué)（UNSW）、亥姆霍茲柏林材料與能源中心（HZB）及OPEN INSTRUMENTS聯(lián)合開發(fā)的高分辨率多波長光致發(fā)光（PL）成像系統(tǒng)。該工具通過突破性的光學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了6.5 μm的空間分辨率和低于5%的照明不均勻性，較傳統(tǒng)PL系統(tǒng)（典型分辨率20-50 μm，不均勻性>15%）提升了一個數(shù)量級，使其能夠精準(zhǔn)定位鈣鈦礦-硅疊層電池中的晶界、微裂紋及點(diǎn)缺陷等微米級結(jié)構(gòu)異常。研究團(tuán)隊(duì)通過對比實(shí)驗(yàn)證明，該系統(tǒng)在識別1 μm2級別缺陷區(qū)域的靈敏度較常規(guī)設(shè)備提高8倍，為分析效率衰減機(jī)制提供了全新維度。Ciesla團(tuán)隊(duì)利用該工具對封裝后的鈣鈦礦組件進(jìn)行了系統(tǒng)性光譜分析，發(fā)現(xiàn)采用新型聚合物封裝材料的樣品在85℃/85%RH老化測試中，其PL強(qiáng)度衰減率僅為傳統(tǒng)玻璃封裝樣品的23%，對應(yīng)功率轉(zhuǎn)換效率日均衰減率從0.82%降至0.19%。這一數(shù)據(jù)直接驗(yàn)證了材料界面對離子遷移的抑制作用，為穩(wěn)定性提升策略提供了依據(jù)。

該研究首次實(shí)現(xiàn)了對鈣鈦礦相分離、硅底電池載流子輸運(yùn)等跨尺度問題的同步觀測。演講中展示的PL-EL共定位數(shù)據(jù)表明，在27.3%效率的疊層電池中，界面復(fù)合損失可通過PL淬滅率與EL強(qiáng)度的空間相關(guān)性定量解析，相關(guān)系數(shù)達(dá)0.91。這些成果不僅為下一代太陽能電池的缺陷工程建立了標(biāo)準(zhǔn)化表征范式，其揭示的局部性能-穩(wěn)定性關(guān)聯(lián)規(guī)律更被Ciesla強(qiáng)調(diào)為"推動鈣鈦礦商業(yè)化必須攻克的核心科學(xué)問題"。目前該技術(shù)已通過OPEN INSTRUMENTS實(shí)現(xiàn)設(shè)備化，預(yù)計(jì)將加速TOPCon-perovskite等新型架構(gòu)的研發(fā)進(jìn)程。