激光光束诱导电流成像系统（LBICS)
一、产品概述 激光光束诱导电流成像系统（Light-Beam Induced Current Mapping System，LBICS）是一种超高分辨、非破坏性、非接触式的半导体光电成像分析系统。系统通过聚焦激光束对半导体光电器件、太阳电池及钙钛矿电池表面进行逐点扫描，激发微区光电效应并同步采集光电流信号，构建二维光电
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一、产品概述
激光光束诱导电流成像系统（Light-Beam Induced Current Mapping System，LBICS）是一种超高分辨、非破坏性、非接触式的半导体光电成像分析系统。系统通过聚焦激光束对半导体光电器件、太阳电池及钙钛矿电池表面进行逐点扫描，激发微区光电效应并同步采集光电流信号，构建二维光电响应分布图，从而表征器件微区的短路电流分布、表层缺陷、并联电阻、反射率等特性参数，为光电子器件和太阳电池的结构优化与工艺改进提供数据依据。
二、系统原理
LBIC检测原理基于激光束在样品表面的逐点扫描：不同波长的激光在半导体材料中的吸收深度不同，聚焦光斑照射产生的光生载流子在PN结内电场作用下分离并形成光电流。通过逐点采集光电流强度，即可映射出该位置的载流子收集效率、缺陷密度与电阻率分布，实现短路电流、晶界、位错等微区特性的定量表征。
图1 LBIC检测原理示意图
系统支持多波长激光合束扫描，利用不同材料对各波长的吸收特性差异，可实现对硅基、钙钛矿及CIGS等主流光伏材料的多谱段综合分析；结合莫尔条纹参考光栅校正扫描非线性畸变，图像几何精度优于±1.5μm。
图2 多波长激光合束光路原理图
三、系统组成
系统由七大模块构成：
- 激光源模块：多波长半导体激光器（405/455/532/633/650/808 nm可选），功率程控可调，稳定性<±0.5%；
- 激光合束系统：双色滤光片合束，将多波长激光合为一路并实时监控功率（自主研制）；
- 高速振镜扫描单元：微秒级光斑定位，扫描速度最大可达8000点/秒，定位延迟<10μs；
- 精密运动平台：剪切升降台实现Z轴动态聚焦，步进电机配合精密导轨实现平稳移动，定位精度±2μm；
- 探针台与样品台：适配不同规格太阳电池电极，快速更换被测物；
- 信号采集模块：光电探头实时监控激光功率，跨阻放大器（低噪声、可编程增益）放大光电流，16位多通道采集卡同步采集（200 MS/s），通道隔离度优于80 dB；
- 控制与软件平台：工业相机全局快门实时监控、测距机自动对焦、LBIC快速扫描软件（VB.net/C++混合编程）实现扫描路径规划、数据建模与缺陷识别。
图3 系统硬件布局图（暗室设计）
四、关键技术指标
| 指标项 | 指标值 |
|---|---|
| 激发波长 | 455/532/633/630/808 nm（多波长可选） |
| 光斑直径 | <20 μm（1/e²点处），扫描过程稳定于15±0.2 μm |
| 工作距离 | ≥250 mm |
| 扫描速度 | 0.5~10 kHz（最大8000点/秒） |
| 样品移动精度 | 5 μm（运动平台定位精度±2 μm） |
| 测试区域 | 100 mm × 100 mm |
| 功率调节范围 | 10%~90% |
| 图像几何精度 | 优于±1.5 μm（莫尔条纹参考光栅校正） |
| 信号采集 | 16位分辨率，200 MS/s，通道隔离度优于80 dB |
| 激光功率稳定性 | <±0.5% |
五、典型应用
- 太阳电池诊断：短路电流分布、并联电阻、表层缺陷与晶界/位错分布成像；
- 钙钛矿电池表征：载流子收集效率、均匀性与退化区域识别；
- 硅光电器件检测：PN结质量、载流子寿命与表面复合速率分析；
- 半导体材料研究：微区光电响应、多波长吸收特性与量子效率分布评估；
- 光伏产线质检：大批量电池片在线快速检测与质量控制。
图4 太阳电池LBIC检测结果（电流分布热成像）
六、软件平台
配套LBIC快速扫描软件基于VB.net与C++混合编程，采用多线程并行处理实现扫描-采集-分析流水线作业：支持光栅式、螺旋式及自定义扫描轨迹；自动对焦与扫描路径规划；检测结果以彩色热力图直观呈现，自动生成包含缺陷类型、坐标位置及置信度的结构化报告；数据自动归档可追溯，支持远程诊断与OTA升级，满足工业4.0智能制造数据管理要求。
图5 LBIC快速扫描软件界面
七、服务保障
尚朴光电提供需求分析、系统集成、安装调试、操作培训与售后技术支持的全流程服务，可根据客户测试需求灵活配置波长、扫描区域与采集通道，并提供定制化方案设计。
一、产品概述
激光光束诱导电流成像系统（Light-Beam Induced Current Mapping System，LBICS）是一种超高分辨、非破坏性、非接触式的半导体光电成像分析系统。系统通过聚焦激光束对半导体光电器件、太阳电池及钙钛矿电池表面进行逐点扫描，激发微区光电效应并同步采集光电流信号，构建二维光电响应分布图，从而表征器件微区的短路电流分布、表层缺陷、并联电阻、反射率等特性参数，为光电子器件和太阳电池的结构优化与工艺改进提供数据依据。
二、系统原理
LBIC检测原理基于激光束在样品表面的逐点扫描：不同波长的激光在半导体材料中的吸收深度不同，聚焦光斑照射产生的光生载流子在PN结内电场作用下分离并形成光电流。通过逐点采集光电流强度，即可映射出该位置的载流子收集效率、缺陷密度与电阻率分布，实现短路电流、晶界、位错等微区特性的定量表征。
图1 LBIC检测原理示意图
系统支持多波长激光合束扫描，利用不同材料对各波长的吸收特性差异，可实现对硅基、钙钛矿及CIGS等主流光伏材料的多谱段综合分析；结合莫尔条纹参考光栅校正扫描非线性畸变，图像几何精度优于±1.5μm。
图2 多波长激光合束光路原理图
三、系统组成
系统由七大模块构成：
- 激光源模块：多波长半导体激光器（405/455/532/633/650/808 nm可选），功率程控可调，稳定性<±0.5%；
- 激光合束系统：双色滤光片合束，将多波长激光合为一路并实时监控功率（自主研制）；
- 高速振镜扫描单元：微秒级光斑定位，扫描速度最大可达8000点/秒，定位延迟<10μs；
- 精密运动平台：剪切升降台实现Z轴动态聚焦，步进电机配合精密导轨实现平稳移动，定位精度±2μm；
- 探针台与样品台：适配不同规格太阳电池电极，快速更换被测物；
- 信号采集模块：光电探头实时监控激光功率，跨阻放大器（低噪声、可编程增益）放大光电流，16位多通道采集卡同步采集（200 MS/s），通道隔离度优于80 dB；
- 控制与软件平台：工业相机全局快门实时监控、测距机自动对焦、LBIC快速扫描软件（VB.net/C++混合编程）实现扫描路径规划、数据建模与缺陷识别。
图3 系统硬件布局图（暗室设计）
四、关键技术指标
| 指标项 | 指标值 |
|---|---|
| 激发波长 | 455/532/633/630/808 nm（多波长可选） |
| 光斑直径 | <20 μm（1/e²点处），扫描过程稳定于15±0.2 μm |
| 工作距离 | ≥250 mm |
| 扫描速度 | 0.5~10 kHz（最大8000点/秒） |
| 样品移动精度 | 5 μm（运动平台定位精度±2 μm） |
| 测试区域 | 100 mm × 100 mm |
| 功率调节范围 | 10%~90% |
| 图像几何精度 | 优于±1.5 μm（莫尔条纹参考光栅校正） |
| 信号采集 | 16位分辨率，200 MS/s，通道隔离度优于80 dB |
| 激光功率稳定性 | <±0.5% |
五、典型应用
- 太阳电池诊断：短路电流分布、并联电阻、表层缺陷与晶界/位错分布成像；
- 钙钛矿电池表征：载流子收集效率、均匀性与退化区域识别；
- 硅光电器件检测：PN结质量、载流子寿命与表面复合速率分析；
- 半导体材料研究：微区光电响应、多波长吸收特性与量子效率分布评估；
- 光伏产线质检：大批量电池片在线快速检测与质量控制。
图4 太阳电池LBIC检测结果（电流分布热成像）
六、软件平台
配套LBIC快速扫描软件基于VB.net与C++混合编程，采用多线程并行处理实现扫描-采集-分析流水线作业：支持光栅式、螺旋式及自定义扫描轨迹；自动对焦与扫描路径规划；检测结果以彩色热力图直观呈现，自动生成包含缺陷类型、坐标位置及置信度的结构化报告；数据自动归档可追溯，支持远程诊断与OTA升级，满足工业4.0智能制造数据管理要求。
图5 LBIC快速扫描软件界面
七、服务保障
尚朴光电提供需求分析、系统集成、安装调试、操作培训与售后技术支持的全流程服务，可根据客户测试需求灵活配置波长、扫描区域与采集通道，并提供定制化方案设计。
产品特点
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