COP28

人類的經濟活動是建立在能源體系之上的，經濟的增長往往伴隨著能源需求的不斷提高，而傳統化石能源的使用會對生態環境造成不可逆的損害。2023年12月9日，第28屆聯合國氣候大會（COP28）進行到后半段，中國代表團舉行首次新聞發布會，時任中國氣候變化事務特使的解振華出席。解振華特使重申了能源轉型的方向，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。2023年12月13日，會上全球190多個國家達成了“阿聯酋共識”，各國被呼吁“以公正、有序、公平的方式在能源系統中擺脫化石能源(transitioning away from fossil fuels)，在這個關鍵的十年中加快行動”。

“阿聯酋共識”為全球碳排放設定了新的目標：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，太陽發射到地球的總功率達到1.77*1012kW，如何高效利用太陽能是學術界和產業界共同的話題。

光生伏特效應

1839年，法國科學家貝克雷爾首次發現了“光生伏特效應”，1954年美國科學家恰賓和皮爾松在貝爾實驗室首次制成了實用單晶硅太陽能電池。至今人類已經在太陽能電池技術上取得了長足的進步，各種技術路線百花齊放。

太陽能電池

太陽能電池根據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型硅片為基礎的PERC電池（背面鈍化電池）是目前市場上的主流技術路線，以N型硅片為基礎的TOPCon電池（隧穿氧化層鈍化接觸電池）和HJT電池（異質結電池）則已經成為了近年來各廠商發展的重點。

▲ 太陽能電池結構示意圖

太陽能電池的生產步驟十分復雜，包括，制絨，擴散，界面鈍化，刻蝕，絲網印刷等步驟。制造商在生產過程中必須保證硅片上離子擴散的均勻性，鈍化層厚度的均一性等。利用蔡司的工業顯微鏡技術可以實現對硅片微觀形貌的觀察和管控。如在P-N結的制結中需要擴散磷或硼元素，利用EDS（X射線能譜儀）可實現對樣品元素分布的分析。在進行界面鈍化或鍍膜制備中會用到如PVD技術，CVD技術，ALD技術等，而不同技術手段則各有優劣，膜層的均勻性，致密性對產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）可實現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

• 從設置到獲取基于人工智能的結果，均提供專業向導，為您保駕護航，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，實現更高的分辨率和優化的襯度。

• 可在極端條件下執行可變壓力成像，獲得出色的非導體成像結果。

  
  

▲ 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）的加工能力相結合。無論在科研機構還是工業實驗室，您都可以在多用戶實驗平臺中工作。利用蔡司Crossbeam的模塊化平臺概念，根據日益增長的需求升級您的系統，例如使用LaserFIB進行大規模材料加工。在切割、成像或執行三維分析時，Crossbeam將提升您的FIB應用效率。

使您的SEM具備強大的洞察力

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

• 在進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現樣品的全方位表征。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，移除材料比以往實驗快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，提升樣品質量，從而加快實驗進程。

• 使用高達100 nA的離子束束流，高效而精準地處理樣品，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分析中體驗出色的三維空間分辨率

• 體驗整合的三維EDS和EBSD分析所帶來的優勢。

• 在切割、成像或執行三維分析時，Crossbeam將提升您的FIB應用效率。

• 使用我們快速準確的斷層掃描及分析軟硬件包蔡司Atlas 5來擴展您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行EDS和EBSD分析。

• 盡享FIB-SEM斷層掃描中優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切片圖像以節省時間。盡享可跟蹤的三維體素尺寸和保證圖像質量的自動流程為您帶來的優勢。

  
  

▲ 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慣被稱為第一代太陽能電池技術，目前技術上仍然在不斷取得突破，第二代太陽能電池技術以砷化鎵，碲化鎘等薄膜電池為代表，但由于其成本較高，技術受控等原因在我國發展相對受限，以鈣鈦礦為代表的第三代太陽能電池則在我國遍地開花，各大企業紛紛布局。太陽能電池的效率受到其半導體材料帶隙間隙的影響，傳統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到40%以上。鈣鈦礦疊層電池可以繼續使用晶硅電池產線實現鈣鈦礦-晶硅疊層電池的生產，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，其生產過程與鋰電池和燃料電池極片涂布技術類似，但要求更加嚴苛，涂層更薄（約0.5-1.5微米），生產工藝控制難度更高。

對太陽能電池來說其使用壽命是非常重要的話題，業界一般使用T80壽命評價太陽能電池性能，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離子進行檢測分析。

蔡司顯微鏡技術憑借其先進的光電子技術，獨特的物鏡結構，優秀的鏡筒設計能夠實現高分辨率的微觀形貌觀察，在太陽能電池應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揮其獨到的優勢。

光伏產業的聲勢此起彼伏，伴隨著陳舊產能出清，新技術的不斷發展，行業布局不斷更迭，對不同技術的選擇和開拓也離不開對產品技術路線的不斷深入探索。“十四五”規劃中對光伏產業也提出了很多重要指標，光伏產業量質并舉，勢在必行。

蔡司電力與能源質量解決方案

蔡司作為應對氣候變化的先行者，能夠提供傳統及新型綠色能源系統的質量保證，助力能源行業及產業鏈企業零碳轉型。蔡司電力與能源行業質量解決方案覆蓋從傳統燃氣、蒸汽輪機到風能、太陽能、氫能、新型儲能系統等新型清潔能源的“源-網-荷-儲”全路徑，通過先進硬件設備與智能軟件相結合，為能源企業的研發、設計、生產、維護維修等環節提供高效質量控制，提升產品質量的同時大大降低產品后期的維修維護成本，賦能綠色工業體系，加速能源行業及產業鏈企業構建零碳能源體系，實現能源的經濟性、可靠性和可持續性之間的平衡。

蔡司工業顯微鏡

作為先進的顯微鏡制造商，蔡司為您提供用于生命科學和材料研究領域日常工作的全套解決方案及服務。此外，我們的產品組合還包括用于教育和臨床常規領域多種討論目的的顯微鏡。值得信賴的蔡司顯微鏡系統在全球高科技產業中廣泛應用于質量保證和質量控制。

從一系列光學、共聚焦、電子和X射線顯微鏡中選擇適合您的任務與應用的理想解決方案。技術嫻熟且訓練有素的應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。