钙钛矿电池薄膜测sem的时候怎么治样才能保证测试的时候不变质？

在钙钛矿太阳能电池的生产过程中，钙钛矿薄膜质量的好坏直接影响钙钛矿电池性能的优劣。目前对钙钛矿薄膜质量的检测手段主要有两种，一种是微观检测手段，如利用x射线衍射仪（xrd）表征钙钛矿薄膜的结晶程度；利用扫描电子显微镜（sem）观察钙钛矿薄膜的微观形貌；利用原子力显微镜（afm）测试钙钛矿薄膜表面平整度等，这些微观检测手段不仅测试费用昂贵、制样繁琐、测试时间长，而且很难整合到实际的生产线中，无法满足后续钙钛矿电池组件的批量化生产要求。而另一种检测手段是使用常规光谱检测，如紫外可见漫反射谱（uv-vis）、荧光光谱（pl）等，也因价格昂贵，光路精度要求高，测试耗时等因素，限制了其在生产线中的大规模应用。

另一方面，钙钛矿薄膜的反应程度也会直接影响钙钛矿薄膜的质量，而目前对钙钛矿薄膜反应程度的判断尚未见到有效的方法。无论是溶液法还是气相法制备钙钛矿薄膜，只有当几种前驱体的摩尔量符合化学计量数之比时，钙钛矿薄膜才能充分反应，当其中一种前驱体的量不足时，钙钛矿就会出现反应不充分的情况。以最常见的mapbi3钙钛矿材料为例，它是由mai和pbi2两种前驱体通过化学反应转化而成，当mai前驱体的量不足时，钙钛矿的转化不充分，此时薄膜中会残留较多的pbi2前驱体，使得钙钛矿薄膜在光照下，从正面（入光面为正面，即导电玻璃基底这一面）看去会呈现淡黄色，说明钙钛矿薄膜对可见光的吸收尚不充分。当mai的量逐渐符合化学计量数之比时，mapbi3的反应程度逐渐达到充分状态。在这一过程中，从正面观察钙钛矿薄膜所呈现出来的颜色变化会从淡黄色逐渐变为青绿色，再到淡蓝色，最后到紫色，这也从侧面印证了钙钛矿薄膜对光的吸收逐渐扩展至整个可见光范围。钙钛矿薄膜的这种颜色变化过程恰好为我们提供了一种判断其反应程度的指标。

机器视觉是一种使用机器代替人眼进行检测和判断的工业系统，其通过图像拍摄装置摄取待检测样品的图像信息，并传输至专用的图像处理系统。图像处理系统会将检测样品的颜色、亮度、均匀性等信息转换成数字信号，并与数据库中的标准样品进行比对，从而做出判断和筛选，并将结果反馈给现场工作的设备和检测人员。相比于人工检测与筛选，机器视觉大大提高了样品检测的准确性和生产效率，并在一些不适合人工作业的危险环境中发挥着重要作用。机器视觉的应用越来越广泛。

制造太阳电池片，首先要对经过清洗的硅片，在高温石英管扩散炉对硅片表面作扩散掺杂，一般掺杂物为微量的硼、磷、锑等。目的是在硅片上形成P/N结。然后采用丝网印刷法，用精配好的银浆印在硅片上做成栅线，经过烧结，同时制成背电极。

工作电流也达到10a以上，开关电源效率大概能到75%，也就是100w太阳能电池板通过开关电源，输出75w功率，除以6v，能够获得最高12.5a电流值。

太阳能电池板的发电原理；

太阳电池是一种对光有响应并能将光能转换成电力的器件。能产生光伏效应的材料有许多种，如：单晶硅，多晶硅， 非晶硅，砷化镓，硒铟铜等。它们的发电原理基本相同，现以晶体硅为例描述光发电过程。 P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅，形成P-N结。

首先需要明确薄膜太阳能电池的范围，第一代太阳能电池是单晶和多晶硅电池，第二代太阳能电池采用了吸光系数大的材料，电池厚度不用太厚也足够吸收太阳光，因此称为薄膜太阳能电池。根据吸光材料的不同，常见的薄膜太阳能电池分类有：碲化镉（CdTe）、铜铟镓硒（CIGS）、染料敏化（DSSC）和有机聚合物（OPV）太阳能电池等。各个种类的电池目前还在研究降低成本的制备工艺，因此每类电池的制备方法也不是唯一的，下面选择一些有组件生产的技术做介绍：碲化镉（CdTe）太阳能电池

碲化镉太阳能电池的主要生产商是美国的First Solar公司。从玻璃开始SnO2CdSnO4是透明导电层（TCO）用溅射方法制备；CdS是缓冲层用化学浴沉积（CBD）；主要部分CdTe吸光层用近空间升华（close spaced sublimation-CSS）方法沉积的，也就是加热升华然后沉积到基板上；最后的碳电极是刷上去的。此外电池还需要经过一些热处理。铜铟镓硒（CIGS）太阳能电池：采用铜铟镓硒太阳能电池技术代表性的公司有美国的Global Solar Energy，日本的Honda Soltec和昭和石油Showa Shell等等。从玻璃开始，Mo是磁控溅射的；CIGS是吸光层有几种制备工艺，常见的有a）共蒸发法（co-evaporation）就是把几种元素Cu、In、Ga、Se蒸发到基板上，德国公司和NREL用这种方法较多，b）油墨法，利用化学法制备CIGS的纳米晶然后分散在溶剂里像油墨一样印刷在基板上，美国的Nano Solar用的就是这个技术，c）金属硒化法，将铜铟镓金属溅射或电镀成金属膜，然后和Se蒸汽或H2Se反应，Honda soltec和昭和石油使用的是这一方法；接下来的CdS也是化学浴沉积（CBD）；ZnO和Ag都可以用溅射的方法制备。染料敏化太阳能电池（DSSC）：这种电池在实验室研究的很多，但由于稳定性和封装的问题组件生产的还不是很多，比较有代表性的公司是英国的G24i， 因为生产组件还比较少，具体的制备流程就不介绍了。有机聚合物太阳能电池（OPV）聚合物太阳能电池也是实验室研究的多，商业组件比较少的一类薄膜太阳能电池，有组件的公司好像有一个美国公司Konarka，有机太阳电池也有正向和反向（inverted）两种结构，上图就是反向的，这里面的每一层都可以用溶液印刷的方法来做，因此OPV是制备技术成本较低的，只需要像印刷报纸一样卷对卷（roll to roll）印刷就可以了。但是由于OPV效率较低，材料的稳定性差，封装材料昂贵，暂时还没有获得太大的市场份额。

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