在光伏行業(yè)中，薄膜厚度的精確測(cè)量對(duì)于確保太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率至關(guān)重要。美能光伏推出的美能Poly在線膜厚測(cè)試儀，采用行業(yè)領(lǐng)先的微納米薄膜光學(xué)測(cè)量技術(shù)，為太陽(yáng)能電池生產(chǎn)提供了一種高效且精確的厚度檢測(cè)解決方案，極大地優(yōu)化了生產(chǎn)流程并提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

光學(xué)干涉原理應(yīng)用
光學(xué)干涉原理是一種基于光波干涉現(xiàn)象的測(cè)量技術(shù)，它利用光波的相干性質(zhì)來(lái)測(cè)量微小的物理量，如膜層厚度。在美能Poly在線膜厚測(cè)試儀中，這一原理被應(yīng)用來(lái)精確測(cè)量太陽(yáng)能電池薄膜的厚度。

膜厚儀光路原理圖

{光譜分析技術(shù)}當(dāng)兩束光從薄膜和參考面反射回分束器并在探測(cè)器上重合時(shí)，它們的相位差會(huì)造成干涉，形成明暗相間的干涉條紋。通過(guò)分析這些條紋，特別是它們的間距和形狀，可以非常精確地推導(dǎo)出光在薄膜中的傳播路徑差異，從而計(jì)算出薄膜的厚度。在美能Poly在線膜厚測(cè)試儀中，利用光譜分析技術(shù)來(lái)進(jìn)一步提高測(cè)量的精度。通過(guò)分析反射光的光譜，即不同波長(zhǎng)的光如何與薄膜相互作用，這種差異可以用來(lái)精確地測(cè)定薄膜的物理特性，如折射率和厚度。

反射光干涉

{反射光的的干涉}反射光的干涉是一種關(guān)鍵的物理現(xiàn)象，用于精確測(cè)量薄膜厚度。這一過(guò)程涉及光波在薄膜表面和基底界面處的反射，這些反射光波因具有相干性而在空間中相遇時(shí)會(huì)發(fā)生干涉。當(dāng)這些相干光波在探測(cè)器上相遇時(shí)，它們的相位差（由于路徑長(zhǎng)度的差異造成）會(huì)導(dǎo)致它們相互加強(qiáng)（相干增強(qiáng)）或相互抵消（相干消減），從而產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。

構(gòu)成性干涉：當(dāng)兩束光的相位差為0或者整數(shù)倍的2π時(shí)，兩束光波相加，形成亮條紋。

破壞性干涉：當(dāng)兩束光的相位差為π或者奇數(shù)倍的π時(shí)，兩束光波相互抵消，形成暗條紋。

反射光的干涉技術(shù)提供了非接觸、非破壞性的測(cè)量方法，具有非常高的靈敏度和精確度。它可以在沒(méi)有物理接觸的情況下對(duì)物體進(jìn)行精確的測(cè)量，從而避免了可能對(duì)樣品或儀器造成損害的風(fēng)險(xiǎn)。

廣泛的光譜覆蓋和超廣測(cè)量范圍

美能Poly在線膜厚測(cè)試儀采用LED燈,有效光譜范圍320nm到1100nm, 發(fā)射出連續(xù)光譜 , 涵蓋了從紫外線到紅外線的所有光波段。這種寬廣的光譜覆蓋使得設(shè)備能夠處理多種不同材料的薄膜，并適用于各種不同的工藝條件。同時(shí)測(cè)量范圍從20nm至2000nm，可以滿足精確測(cè)量極薄的單層膜和較厚的多層復(fù)合膜的厚度測(cè)量。

薄膜沉積的作用與挑戰(zhàn)
在太陽(yáng)能電池制造過(guò)程中的薄膜沉積階段。其中，透明導(dǎo)電氧化物（ITO）層的厚度控制是保證太陽(yáng)能電池效率和穩(wěn)定性的重要因素。ITO層作為一個(gè)關(guān)鍵的透明導(dǎo)電層，其主要功能是允許光線穿透并收集電子，同時(shí)還必須具備良好的導(dǎo)電性能。ITO層的厚度對(duì)電池的整體性能有著直接影響，包括光電轉(zhuǎn)換效率和長(zhǎng)期耐用性。如果厚度過(guò)薄，可能導(dǎo)致導(dǎo)電性不足，影響電池的功率輸出；而厚度過(guò)厚，則可能減少光的穿透率，同樣降低效率。

精確控制ITO層的厚度不僅技術(shù)要求高，而且成本相對(duì)較高。厚度的非均勻性可以引起電池性能的不一致，導(dǎo)致整批產(chǎn)品的性能波動(dòng)。

圖 1 ITO結(jié)構(gòu)特征 （a）ITO晶胞結(jié)構(gòu)圖;（b）ITO表面形貌AFM圖
美能poly5000在線膜厚儀基于光譜法對(duì)薄膜厚度進(jìn)行測(cè)量,其本質(zhì)是光的干涉原理。當(dāng)膜厚儀向待測(cè)薄膜 發(fā)射可見(jiàn)光譜范圍的測(cè)量光時(shí),薄膜層上界面的反射光會(huì)與薄膜層下界面的反射光相干涉形成反射光譜,在給定薄膜材料介電常數(shù)的色散模型和薄膜層結(jié)構(gòu)模型時(shí) , 反射光譜僅與波長(zhǎng)和薄膜厚度相關(guān),因此在給定可見(jiàn)波段波長(zhǎng)范圍下,可以通過(guò)所測(cè)反射光譜進(jìn)行反演求逆算法求出薄膜厚度。

光譜法測(cè)膜厚原理圖

美能Poly在線膜厚測(cè)試儀美能Poly在線膜厚測(cè)試儀，可完成薄膜厚度精確檢測(cè)的同時(shí)銜接于產(chǎn)業(yè)化檢測(cè)工序中，使電池廠商在沉積工藝產(chǎn)線中，運(yùn)用該設(shè)備進(jìn)行大規(guī)模的系統(tǒng)化檢測(cè)，從而幫助電池廠商大大節(jié)約檢測(cè)時(shí)間、提高生產(chǎn)效率與質(zhì)量保證！

• 對(duì)樣品進(jìn)行快速、自動(dòng)的5點(diǎn)同步掃描

• 獲得樣品不同位置的膜厚分布信息

• 根據(jù)客戶樣品大小定制測(cè)量尺寸

• 在線監(jiān)控檢測(cè)實(shí)現(xiàn)零碎片率

• 實(shí)現(xiàn)全程產(chǎn)線自動(dòng)化檢測(cè)

美能Poly在線膜厚測(cè)試儀依據(jù)自身獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和光學(xué)技術(shù)給予沉積工藝合理的科學(xué)評(píng)估，幫助電池廠商進(jìn)行后續(xù)的生產(chǎn)和對(duì)太陽(yáng)能電池的有效優(yōu)化！