我們在這一篇文章中會提到：
1.高光譜影像顯微鏡(Hyperspectral Microscope)─IMA
2.為什麼你需要取得光致螢光高光譜影像(Hyperspectral PL Imaging)
3.IMA應用於鈣鈦礦太陽能電池的典型應用
關鍵字｜Hyperspectral PL maps．PL imaging
從點到面─高光譜PL影像顯微鏡(IMA)
IMA是由Photon etc.開發的高光譜顯微鏡，藉由整合雷射激發源、光學顯微鏡、基於體積布拉格光柵(Volume Bragg Grating)原理的高光譜濾光片與按照觀察波長選擇適合的影像偵測器。過去我們可以藉由光纖連接光致螢光光譜儀與自動載台光學顯微鏡，對樣品的表面進行逐點拼圖(Step-by-Step Mapping)的影像分析，了解樣品表面的光學與物理等均勻性。
可是要做到精細的分布影像，需要花費數小時的時間來取得高品質的光譜以及更好的解析度，才可以從影像軟體了解樣品表面的均勻度以及潛在的缺陷。此外逐點分析可能會錯過可能的缺陷位置或者因為步徑不夠小無法顯示出完整的表面資訊而誤判了元件的光學物理特性。
IMA採用Global Imaging，不使用逐點拼圖(如上圖)，而是直接收集樣品表面固定面積的光致螢光高光譜影像(Hyperspectral PL imaging)。透過布拉格光柵的轉動，IMA可以擷取整個分析範圍內不同PL放光(Emission)波長發射波長的光致螢光影像，除了滿足分析樣品表面的性質均勻度，也因為是同時收到一個面的資訊，IMA可以直接模擬材料在製作成實際元件的使用效能，藉此對太陽能電池元件做原位(In-situ)分析，下面我們以鈣鈦礦太陽能電池材料來了解IMA可以做到的效果。
IMA應用於鈣鈦礦太陽能電池─ETL材料選擇
首先我們可以簡單比較兩種不同材料PCBM與C60作為電子傳輸層(ETL)的鈣鈦礦所製作的太陽能電池裝置，從下方的結果顯示電子傳輸效能，左下與右下是整個裝置毫米級(mm)的分析結果，左上與右上則是微米(um)級區域的分析結果，藉由顏色區分可以清楚的觀察電子傳輸效能的優劣與均勻程度。如圖中顯示採用PCBM可以在邊界有比較好的傳輸效能，而在元件內的傳輸效能也比較均勻，使得在材料的篩選上可以更快速。
元件實際應用模擬─太陽能電池元件受到長時間的光照之後產生相分離。
接著我們可以來模擬鈣鈦礦薄膜受到等效太陽光長時間照射後的結果，採用IMA取得PL影像來研究混和鹵化鉛鈣鈦礦的基本性質，實驗中使用等效太陽光照射以溶液製程製作的三陽離子混和鹵素鈣鈦礦薄膜。從下圖中i與j的In-situ 高光譜PL影像顯示材料中的Wide-Band-Gap與Low-Band-Gap隨著時間相分離，同時亮度也隨之增加發現隨著照明時間拉長會開始增強。
IMA開拓你的研究視野，幫助探索壁壘之外的可能。
IMA Hyperspectral Microscope的出現，提供更多不同的角度了解材料的製程與光物理特性，幫助研究人員在既有的壁壘中突破，尋找更新穎的製作方式，達到更好的裝置效能。
