在光伏行業(yè)中，薄膜厚度的精確測量對于確保太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率至關(guān)重要。美能光伏推出的美能Poly在線膜厚測試儀，采用行業(yè)領(lǐng)先的微納米薄膜光學(xué)測量技術(shù)，為太陽能電池生產(chǎn)提供了一種高效且精確的厚度檢測解決方案，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)象的測量技術(shù)，它利用光波的相干性質(zhì)來測量微小的物理量，如膜層厚度。在美能Poly在線膜厚測試儀中，這一原理被應(yīng)用來精確測量太陽能電池薄膜的厚度。

膜厚儀光路原理圖

{光譜分析技術(shù)}當兩束光從薄膜和參考面反射回分束器并在探測器上重合時，它們的相位差會造成干涉，形成明暗相間的干涉條紋。通過分析這些條紋，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，從而計算出薄膜的厚度。在美能Poly在線膜厚測試儀中，利用光譜分析技術(shù)來進一步提高測量的精度。通過分析反射光的光譜，即不同波長的光如何與薄膜相互作用，這種差異可以用來精確地測定薄膜的物理特性，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，用于精確測量薄膜厚度。這一過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會發(fā)生干涉。當這些相干光波在探測器上相遇時，它們的相位差（由于路徑長度的差異造成）會導(dǎo)致它們相互加強（相干增強）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：當兩束光的相位差為0或者整數(shù)倍的2π時，兩束光波相加，形成亮條紋。

破壞性干涉：當兩束光的相位差為π或者奇數(shù)倍的π時，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、非破壞性的測量方法，具有非常高的靈敏度和精確度。它可以在沒有物理接觸的情況下對物體進行精確的測量，從而避免了可能對樣品或儀器造成損害的風險。

廣泛的光譜覆蓋和超廣測量范圍

美能Poly在線膜厚測試儀采用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。同時測量范圍從20nm至2000nm，可以滿足精確測量極薄的單層膜和較厚的多層復(fù)合膜的厚度測量。

薄膜沉積的作用與挑戰(zhàn)
在太陽能電池制造過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能電池效率和穩(wěn)定性的重要因素。ITO層作為一個關(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，同時還必須具備良好的導(dǎo)電性能。ITO層的厚度對電池的整體性能有著直接影響，包括光電轉(zhuǎn)換效率和長期耐用性。如果厚度過薄，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。

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薄膜厚度進行測量,其本質(zhì)是光的干涉原理。當膜厚儀向待測薄膜 發(fā)射可見光譜范圍的測量光時,薄膜層上界面的反射光會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 , 反射光譜僅與波長和薄膜厚度相關(guān),因此在給定可見波段波長范圍下,可以通過所測反射光譜進行反演求逆算法求出薄膜厚度。

光譜法測膜厚原理圖

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

• 對樣品進行快速、自動的5點同步掃描

• 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量尺寸

• 在線監(jiān)控檢測實現(xiàn)零碎片率

• 實現(xiàn)全程產(chǎn)線自動化檢測

美能Poly在線膜厚測試儀依據(jù)自身獨特的優(yōu)勢和光學(xué)技術(shù)給予沉積工藝合理的科學(xué)評估，幫助電池廠商進行后續(xù)的生產(chǎn)和對太陽能電池的有效優(yōu)化！