一句话：同一台设备，用 “电激发（EL）” 看电池整体电路与界面缺陷，用 “光激发（PL）” 看钙钛矿薄膜本身结晶与材料缺陷，两套光路共用一套高灵敏相机与图像处理系统，实现 “材料质量 + 器件电学” 双维度无损检测。

一、整体架构

• 硬件集成：

• EL 模块：精密程控恒流 / 恒压源 + 红外相机（近红外，1100–1700 nm）

• PL 模块：单波长激光器（常用 532 nm/450 nm）+ 激发光路 + 滤光片组 + 高灵敏相机（CCD/InGaAs）

• 共用平台：高精度位移台、暗箱、AI 图像处理软件

• 工作模式：一键切换 EL/PL，分别成像、分别分析、结果叠加对比。

二、EL（电致发光）原理 —— 看 “器件电路与界面”

1. 激发方式：电注入复合发光

• 给钙钛矿电池正向偏压 / 恒流，电子从阴极、空穴从阳极注入钙钛矿层。

• 电子与空穴在PN 结附近辐射复合，释放近红外光子（~1100 nm）。

• 缺陷 / 不良处（隐裂、虚焊、界面接触差、电阻高）复合减少、发光变弱，图像呈暗区 / 暗线。

2. 核心检测对象

• 电流分布异常：隐裂、断栅、划痕 → 暗线 / 黑斑

• 界面接触不良：电极 / 传输层 / 钙钛矿界面 → 局部暗区

• 工艺均匀性：大面积镀膜、划线、层压不均 → 亮度不均

3. 特点

• 接触式（需接电极）、全厚度检测（含电极与界面）、分辨率～0.1 mm、适合产线在线。

三、PL（光致发光）原理 —— 看 “薄膜材料本征质量”

1. 激发方式：光激发复合发光

• 激光照射钙钛矿层（穿透深度～1–2 μm，主要激发吸收层）。

• 光子能量 > 带隙 → 价带电子跃迁至导带，形成电子 - 空穴对。

• 辐射复合 → 发出特征荧光（~750–850 nm）；缺陷（晶界、空位、杂质）→ 非辐射复合增强、荧光减弱 / 淬灭，图像呈暗斑 / 暗区。

2. 核心检测对象

• 结晶质量：晶界多、晶粒小 → PL 强度低、暗区多

• 缺陷密度：碘空位、铅杂质、表面缺陷 → 暗斑、局部淬灭

• 组分 / 带隙均匀性：相分离、元素分布不均 → 峰位偏移、亮度不均

• 载流子寿命：TRPL 衰减快慢 → 复合速率、钝化效果

3. 特点

• 非接触式、只看吸收层、分辨率可达 1 μm、适合研发 / 工艺优化。

四、一体机如何 “合二为一”

1. 光路切换：

• EL：关激光 → 开电源 → 电池通电发光 → 红外相机采集

• PL：关电源 → 开激光 → 激光照射 → 荧光经滤光片 → 高灵敏相机采集

2. 图像融合：

• PL 暗、EL 亮：材料缺陷（晶界 / 杂质）

• PL 亮、EL 暗：界面 / 电极问题（接触差、隐裂）

• 全暗：严重复合中心或断路

• 同位置 EL+PL 图像叠加分析：

3. AI 分析：自动识别缺陷类型、定位、分级、生成报告。

五、爱疆科技  EL/PL 一体机核心优势（适配钙钛矿）

• 双模式无缝切换：10 秒内完成 EL/PL 切换，支持 300×300 mm 大尺寸组件。

• 高灵敏度：InGaAs 相机 + 低噪声电路，捕捉钙钛矿微弱发光。

• 微米级分辨率：PL 可达 1 μm，识别晶界 / 微缺陷；EL 达 50–100 μm，适配产线。

• AI 智能识别：缺陷识别率 > 99%，自动标注、分类、良率统计。

• 适配叠层 / 柔性：支持钙钛矿 - 硅叠层、柔性电池、窄带隙材料检测。