PL與(yu)EL（電(dian)致發光）均(jun)為(wei)無損(sun)檢(jian)測技術，但原(yuan)理(li)不(bu)同：
PL：依(yi)賴(lai)光激發(fa)，無需(xu)外(wai)部(bu)偏(pian)壓，可(ke)檢(jian)測材(cai)料(liao)本征(zheng)缺(que)陷（如晶格損(sun)傷(shang)、雜(za)質）。
EL：通過施(shi)加正向(xiang)偏(pian)壓使載(zai)流子(zi)復合發光，側重(zhong)檢測電(dian)池(chi)片內部(bu)電(dian)學缺陷（如斷(duan)柵、黑(hei)斑、虛焊）。
光伏組件光致發光（PL）測試技(ji)術原(yuan)理(li)與(yu)應用
1. PL測試概(gai)述
光致發光（Photoluminescence, PL）是(shi)壹(yi)種(zhong)非(fei)接(jie)觸、高分辨(bian)率(lv)的(de)檢測技術，通過激發(fa)光伏材(cai)料(liao)產生熒光信(xin)號，用於(yu)評估(gu)半(ban)導體(ti)材(cai)料(liao)的(de)缺陷、載(zai)流子(zi)復合特性(xing)及(ji)電(dian)池(chi)片/組件的(de)工(gong)藝(yi)質量。在光伏領(ling)域(yu)，PL測試已(yi)成為(wei)研(yan)發(fa)、生產及(ji)失效分析(xi)中(zhong)的(de)重(zhong)要工(gong)具(ju)。
2. 技術原(yuan)理(li)
2.1 物理機制(zhi)
- **激發(fa)過程(cheng)**：光伏材(cai)料(liao)（如矽片）在(zai)特定(ding)波(bo)長（通(tong)常(chang)為(wei)808nm或532nm激光）激發(fa)下，價帶(dai)電(dian)子(zi)躍遷(qian)至導帶(dai)，形(xing)成(cheng)非(fei)平衡載(zai)流子(zi)。
- **輻射(she)復合**：載(zai)流子(zi)通過輻(fu)射(she)復(fu)合回基(ji)態時(shi)，發(fa)射(she)波長大於激發(fa)光的(de)光子(zi)（矽材(cai)料(liao)典型發光波段(duan)為(wei)1100-1300nm）。
- **信(xin)號采(cai)集**：高靈(ling)敏度(du)相(xiang)機（如InGaAs探(tan)測器）捕(bu)獲發光信(xin)號，生成二(er)維PL圖像(xiang)。
2.2 關(guan)鍵(jian)參(can)數(shu)
- **激發(fa)強度(du)**：影(ying)響載(zai)流子(zi)註(zhu)入水平，需(xu)根據樣品(pin)特性(xing)優(you)化。
- **量子(zi)效率**：PL信(xin)號強度與(yu)材(cai)料(liao)輻射(she)復(fu)合效率直(zhi)接(jie)相關(guan)。
- **空(kong)間分辨(bian)率(lv)**：可(ke)達(da)微米級(ji)，優(you)於EL（電(dian)致發光）測試。
3. PL測試在(zai)光伏中(zhong)的(de)應用
3.1 缺(que)陷檢測
- **裂紋與(yu)隱(yin)裂**：PL圖(tu)像(xiang)中(zhong)呈現暗(an)線(xian)或(huo)暗區(qu)（載(zai)流子(zi)復合中(zhong)心）。
- **雜質汙染(ran)**：金屬雜質導致局部(bu)發(fa)光淬(cui)滅（如Fe、Cu汙(wu)染(ran)）。
- **邊緣復(fu)合**：電(dian)池(chi)邊緣因高缺(que)陷密度(du)顯(xian)示(shi)低(di)發(fa)光強度(du)。
3.2 工(gong)藝(yi)優化
- **擴(kuo)散(san)均(jun)勻(yun)性(xing)**：發(fa)射極質量差(cha)異(yi)可(ke)通(tong)過PL強(qiang)度(du)分布(bu)評(ping)估(gu)。
- **鈍化(hua)效果**：PERC電(dian)池(chi)的(de)背(bei)面鈍(dun)化層(ceng)質量影響PL信(xin)號均(jun)勻(yun)性(xing)。
- **燒結工(gong)藝(yi)**：接(jie)觸電(dian)極(ji)區(qu)域(yu)的(de)載(zai)流子(zi)抽取(qu)效率反(fan)映在PL圖(tu)像(xiang)對(dui)比度中(zhong)。
### 3.3 與(yu)其他(ta)技(ji)術的(de)對(dui)比
| **特性(xing)** | **PL測試** | **EL測試** |
|----------------|---------------------|---------------------|
| 激發(fa)方式(shi) | 光激發(fa) | 電(dian)註(zhu)入 |
| 適用場景 | 未(wei)封(feng)裝電(dian)池(chi)/組件 | 需完(wan)整(zheng)電(dian)路(lu) |
| 分辨(bian)率(lv) | 高（微米級(ji)） | 較(jiao)低(di)（毫米級(ji)） |
| 缺(que)陷靈敏度(du) | 高（可(ke)檢(jian)測微觀(guan)缺陷）| 對(dui)宏(hong)觀(guan)缺陷更敏感(gan) |
4. 測試流程(cheng)與(yu)設備(bei)
4.1 典型系統組成(cheng)
- **激光源**：脈(mai)沖(chong)或(huo)連續激光（功率(lv)可(ke)調(tiao)）。
- **光學系統**：濾光片、透(tou)鏡組(zu)（抑(yi)制(zhi)激發(fa)光幹擾）。
- **探(tan)測器**：冷(leng)卻(que)型近紅(hong)外(wai)相機（-70℃以(yi)下(xia)以(yi)降(jiang)低(di)噪(zao)聲(sheng)）。
- **軟(ruan)件分析(xi)**：圖(tu)像(xiang)處(chu)理（對(dui)比度增(zeng)強、缺(que)陷自(zi)動(dong)識(shi)別(bie)）。
4.2 操作步(bu)驟
1. 樣(yang)品(pin)準備(bei)（清(qing)潔(jie)表面(mian)，避免(mian)反射幹(gan)擾）。
2. 激光均(jun)勻(yun)照射(she)樣(yang)品(pin)表面。
3. 采(cai)集PL圖像(xiang)並同步記(ji)錄激發(fa)參數(shu)。
4. 圖(tu)像(xiang)處(chu)理與(yu)定量分析(xi)（如相(xiang)對(dui)強(qiang)度分布(bu)、缺(que)陷統計）。
5. 挑(tiao)戰(zhan)與(yu)前沿(yan)發展(zhan)
- **低(di)壽(shou)命(ming)材(cai)料(liao)檢測**：超快(kuai)激光技術提升對(dui)高復(fu)合材(cai)料(liao)的(de)信(xin)噪比。
- **動(dong)態PL**：結(jie)合變溫(wen)或偏(pian)壓條件研(yan)究載(zai)流子(zi)動(dong)力學。
- **鈣鈦礦電(dian)池(chi)應用**：PL光譜(pu)分析(xi)相(xiang)分離與(yu)離子(zi)遷(qian)移問題。
6. 結(jie)論(lun)
PL測試憑借(jie)其(qi)高分辨(bian)率(lv)、非(fei)破(po)壞性(xing)等(deng)優勢，在光伏質量控制(zhi)與(yu)研(yan)發(fa)中(zhong)不(bu)可(ke)替代。隨(sui)著深(shen)度(du)學習圖像(xiang)分析(xi)技(ji)術的(de)引入，PL測試的(de)自(zi)動(dong)化與(yu)定量化水(shui)平將(jiang)進壹步(bu)提升，助力高效光伏組件制(zhi)造(zao)。
