COP28

人類的經(jīng)濟(jì)活動是建立在能源體系之上的，經(jīng)濟(jì)的增長往往伴隨著能源需求的不斷提高，而傳統(tǒng)化石能源的使用會對生態(tài)環(huán)境造成不可逆的損害。2023年12月9日，第28屆聯(lián)合國氣候大會（COP28）進(jìn)行到后半段，中國代表團(tuán)舉行首次新聞發(fā)布會，時任中國氣候變化事務(wù)特使的解振華出席。解振華特使重申了能源轉(zhuǎn)型的方向，表示用清潔高效的可再生能源來替代化石能源，這是最終目標(biāo)。2023年12月13日，會上全球190多個國家達(dá)成了“阿聯(lián)酋共識”，各國被呼吁“以公正、有序、公平的方式在能源系統(tǒng)中擺脫化石能源(transitioning away from fossil fuels)，在這個關(guān)鍵的十年中加快行動”。

“阿聯(lián)酋共識”為全球碳排放設(shè)定了新的目標(biāo)：溫室氣體排放量至2030年較2019年減少43%，到2030年將全球可再生能源產(chǎn)能增加兩倍，能效提升一倍。太陽能是可再生能源中非常重要的組成部分，太陽發(fā)射到地球的總功率達(dá)到1.77*1012kW，如何高效利用太陽能是學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界共同的話題。

光生伏特效應(yīng)

1839年，法國科學(xué)家貝克雷爾首次發(fā)現(xiàn)了“光生伏特效應(yīng)”，1954年美國科學(xué)家恰賓和皮爾松在貝爾實(shí)驗(yàn)室首次制成了實(shí)用單晶硅太陽能電池。至今人類已經(jīng)在太陽能電池技術(shù)上取得了長足的進(jìn)步，各種技術(shù)路線百花齊放。

太陽能電池

太陽能電池根據(jù)其材料不同可分為晶體硅太陽能電池和薄膜太陽能電池。以P型硅片為基礎(chǔ)的PERC電池（背面鈍化電池）是目前市場上的主流技術(shù)路線，以N型硅片為基礎(chǔ)的TOPCon電池（隧穿氧化層鈍化接觸電池）和HJT電池（異質(zhì)結(jié)電池）則已經(jīng)成為了近年來各廠商發(fā)展的重點(diǎn)。

▲ 太陽能電池結(jié)構(gòu)示意圖

太陽能電池的生產(chǎn)步驟十分復(fù)雜，包括，制絨，擴(kuò)散，界面鈍化，刻蝕，絲網(wǎng)印刷等步驟。制造商在生產(chǎn)過程中必須保證硅片上離子擴(kuò)散的均勻性，鈍化層厚度的均一性等。利用蔡司的工業(yè)顯微鏡技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對硅片微觀形貌的觀察和管控。如在P-N結(jié)的制結(jié)中需要擴(kuò)散磷或硼元素，利用EDS（X射線能譜儀）可實(shí)現(xiàn)對樣品元素分布的分析。在進(jìn)行界面鈍化或鍍膜制備中會用到如PVD技術(shù)，CVD技術(shù)，ALD技術(shù)等，而不同技術(shù)手段則各有優(yōu)劣，膜層的均勻性，致密性對產(chǎn)品性能有著舉足輕重的影響，利用聚焦離子束（FIB）切割截面，配合掃描電鏡（SEM）可實(shí)現(xiàn)對微觀樣品截面的形貌觀測。

ZEISS Sigma系列

掃描電子顯微鏡（SEM）

Sigma 360

分析測試平臺的理想之選，直觀的圖像采集

• 從設(shè)置到獲取基于人工智能的結(jié)果，均提供專業(yè)向?qū)?，為您保駕護(hù)航，助您探索直觀的成像工作流。

• 可在1 kV和更低電壓下分辨差異，實(shí)現(xiàn)更高的分辨率和優(yōu)化的襯度。

• 可在極端條件下執(zhí)行可變壓力成像，獲得出色的非導(dǎo)體成像結(jié)果。

  
  

▲ ZEISS Sigma 360 VP

▲ EDS能譜元素分布（以CIGS為例）

▲ 制絨步驟晶硅表面形貌（以單晶硅電池為例）

蔡司Crossbeam系列 

聚焦離子束掃描電鏡(FIB-SEM)

專為高通量三維分析和樣品制備量身打造的FIB-SEM

將高分辨率場發(fā)射掃描電子顯微鏡（FE-SEM）的成像和分析性能與新一代聚焦離子束（FIB）的加工能力相結(jié)合。無論在科研機(jī)構(gòu)還是工業(yè)實(shí)驗(yàn)室，您都可以在多用戶實(shí)驗(yàn)平臺中工作。利用蔡司Crossbeam的模塊化平臺概念，根據(jù)日益增長的需求升級您的系統(tǒng)，例如使用LaserFIB進(jìn)行大規(guī)模材料加工。在切割、成像或執(zhí)行三維分析時，Crossbeam將提升您的FIB應(yīng)用效率。

使您的SEM具備強(qiáng)大的洞察力

• 使用Gemini電子光學(xué)系統(tǒng)從高分辨率掃描電子顯微鏡（SEM）圖像中獲取真實(shí)的樣品信息。

• 在進(jìn)行敏感表面二維成像或三維斷層掃描時，Crossbeam的SEM性能值得您信賴。

• 加速電壓非常低時也可獲得高分辨率、高襯度和高信噪比的清晰圖像。

• 借助一系列探測器實(shí)現(xiàn)樣品的全方位表征。使用Inlens EsB探測器獲得更純的材料成分襯度。

• 研究不受荷電偽影干擾的非導(dǎo)電樣品。

  
  

提升您的FIB樣品制備效率

• 智能FIB掃描策略快速且精準(zhǔn)，移除材料比以往實(shí)驗(yàn)快40%以上。

• Ion-sculptor FIB鏡筒采用了一種全新的加工方式：您可以盡可能減少樣品損傷，提升樣品質(zhì)量，從而加快實(shí)驗(yàn)進(jìn)程。

• 使用高達(dá)100 nA的離子束束流，高效而精準(zhǔn)地處理樣品，并保持高FIB分辨率。

• 制備TEM樣品時使用Ion-sculptor FIB的低電壓功能，以獲得超薄樣品，同時盡可能降低非晶化損傷。

  
  

在您的FIB-SEM分析中體驗(yàn)出色的三維空間分辨率

• 體驗(yàn)整合的三維EDS和EBSD分析所帶來的優(yōu)勢。

• 在切割、成像或執(zhí)行三維分析時，Crossbeam將提升您的FIB應(yīng)用效率。

• 使用我們快速準(zhǔn)確的斷層掃描及分析軟硬件包蔡司Atlas 5來擴(kuò)展您Crossbeam的性能。

• 使用Atlas 5中集成的三維分析模塊可在斷層掃描的過程中進(jìn)行EDS和EBSD分析。

• 盡享FIB-SEM斷層掃描中優(yōu)異的三維空間分辨率和各向同性的三維體素尺寸。使用Inlens EsB探測器探測小于3 nm的深度，并可獲得表面敏感的材料成分襯度圖像。

• 在切割過程中收集連續(xù)切片圖像以節(jié)省時間。盡享可跟蹤的三維體素尺寸和保證圖像質(zhì)量的自動流程為您帶來的優(yōu)勢。

  
  

▲ ZEISS Crossbeam 550

▲ FIB截面加工過程 

▲ 鍍膜膜層

晶硅電池在一定意義上習(xí)慣被稱為第一代太陽能電池技術(shù)，目前技術(shù)上仍然在不斷取得突破，第二代太陽能電池技術(shù)以砷化鎵，碲化鎘等薄膜電池為代表，但由于其成本較高，技術(shù)受控等原因在我國發(fā)展相對受限，以鈣鈦礦為代表的第三代太陽能電池則在我國遍地開花，各大企業(yè)紛紛布局。太陽能電池的效率受到其半導(dǎo)體材料帶隙間隙的影響，傳統(tǒng)晶硅電池的理論極限效率約在28-29%左右，而鈣鈦礦疊層電池的理論極限效率則可達(dá)到40%以上。鈣鈦礦疊層電池可以繼續(xù)使用晶硅電池產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)鈣鈦礦-晶硅疊層電池的生產(chǎn)，其中以晶硅為襯底涂布鈣鈦礦材料制備太陽能電池需要用到涂布工藝，其生產(chǎn)過程與鋰電池和燃料電池極片涂布技術(shù)類似，但要求更加嚴(yán)苛，涂層更?。s0.5-1.5微米），生產(chǎn)工藝控制難度更高。

對太陽能電池來說其使用壽命是非常重要的話題，業(yè)界一般使用T80壽命評價(jià)太陽能電池性能，即在戶外工作條件下，組件效率衰減為初始值80%所需時間。提升太陽能電池穩(wěn)定性的重要影響因素除了電池材料本身之外還包括電池的封裝。如常用的EVA封裝膠膜，金屬背板，表面鋼化玻璃等。對電池老化的研究以及失效分析中需要對材料微觀形貌以及對引入雜質(zhì)離子進(jìn)行檢測分析。

蔡司顯微鏡技術(shù)憑借其先進(jìn)的光電子技術(shù)，獨(dú)特的物鏡結(jié)構(gòu)，優(yōu)秀的鏡筒設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)高分辨率的微觀形貌觀察，在太陽能電池應(yīng)用中無論是涂層顆粒度，涂層厚度，孔隙率分析，材料失效分析等都能發(fā)揮其獨(dú)到的優(yōu)勢。

光伏產(chǎn)業(yè)的聲勢此起彼伏，伴隨著陳舊產(chǎn)能出清，新技術(shù)的不斷發(fā)展，行業(yè)布局不斷更迭，對不同技術(shù)的選擇和開拓也離不開對產(chǎn)品技術(shù)路線的不斷深入探索?！笆奈濉币?guī)劃中對光伏產(chǎn)業(yè)也提出了很多重要指標(biāo)，光伏產(chǎn)業(yè)量質(zhì)并舉，勢在必行。

蔡司電力與能源質(zhì)量解決方案

蔡司作為應(yīng)對氣候變化的先行者，能夠提供傳統(tǒng)及新型綠色能源系統(tǒng)的質(zhì)量保證，助力能源行業(yè)及產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)零碳轉(zhuǎn)型。蔡司電力與能源行業(yè)質(zhì)量解決方案覆蓋從傳統(tǒng)燃?xì)狻⒄羝啓C(jī)到風(fēng)能、太陽能、氫能、新型儲能系統(tǒng)等新型清潔能源的“源-網(wǎng)-荷-儲”全路徑，通過先進(jìn)硬件設(shè)備與智能軟件相結(jié)合，為能源企業(yè)的研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、維護(hù)維修等環(huán)節(jié)提供高效質(zhì)量控制，提升產(chǎn)品質(zhì)量的同時大大降低產(chǎn)品后期的維修維護(hù)成本，賦能綠色工業(yè)體系，加速能源行業(yè)及產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)構(gòu)建零碳能源體系，實(shí)現(xiàn)能源的經(jīng)濟(jì)性、可靠性和可持續(xù)性之間的平衡。

蔡司工業(yè)顯微鏡

作為先進(jìn)的顯微鏡制造商，蔡司為您提供用于生命科學(xué)和材料研究領(lǐng)域日常工作的全套解決方案及服務(wù)。此外，我們的產(chǎn)品組合還包括用于教育和臨床常規(guī)領(lǐng)域多種討論目的的顯微鏡。值得信賴的蔡司顯微鏡系統(tǒng)在全球高科技產(chǎn)業(yè)中廣泛應(yīng)用于質(zhì)量保證和質(zhì)量控制。

從一系列光學(xué)、共聚焦、電子和X射線顯微鏡中選擇適合您的任務(wù)與應(yīng)用的理想解決方案。技術(shù)嫻熟且訓(xùn)練有素的應(yīng)用專家將為您的工作提供支持，確保您獲得出色的投資回報(bào)。