スクリムス

SCREMS

太陽電池評価用イメージングシステム
WSL-2000 SCREMS （スクリムス）

SCREMS コントロールプログラム

ImageSaver6

太陽電池「発電効率」評価の絶対値モノサシ

画像解析プログラム

・太陽電池の発光現象を撮影し、発電効率（W）を絶対値計測技術を利用して計測可能

CS Analyzer 4・太陽電池開発の評価用に・可視光～近赤外光に対応したイメージングシステム

Image Saver 6 は、絶対的な新コントラスト軸「光子（Photon）輝度」対応の画像取り込みソフトウェアです。Photon 表示を有効にし波長を選択すると輝度から Photon/pixel 表示にかわります。
Photon 情報はこの画像に一緒に保存されますので、画像解析ソフトウェア“CS Analyzer 4” で発光量を総光子数として解析することができます。

参考文献

1) 秋山英文 , ❝多接合太陽電池の診断・設計と発光絶対値・発光量子効率の評価❞ , 応用物理 84, 319-325 (2015)
2)M.Yoshita, L.Zhu, C.Kim, H.Kubota, T. Nakamura, M. Imaizumi, Y. Kanemitsu and H. Akiyama, “Accuracy Evaluations for Standardization of MultiJunction Solar-Cell Characterizations via Absolute Electroluminescence” , PVSC43_Manuscript (2016)3)M. Okano, M. Endo, A. Wakamiya, M. Yoshita, H. Akiyama and Y.Kanemitsu, "Degradation mechanism of perovskite CH3NH3PbI3 diode devices
studied by electroluminescence and photoluminescence imaging spectroscopy",Applied Physics Express 8, 102302 (2015)

価格

入数価格

3602006 WSL-2000 SCREMS 本体

1式2,980,000円

3602002 WSL-2000 SCREMS( 試料台 A ・ CSA4 ・ PC)

1式

3,730,000円

3602003 WSL-2000 SCREMS( 試料台 B ・ CSA4 ・ PC)

1式

3,980,000円

商品コードSCREMS 仕様

型式

名称

名称

WSL-2000 スクリムス SCREMS

カメラ

CMOS タイプ

レンズ

F0.95 単焦点レンズ（フィルター径 27mm/ アイリス径 10mm）フィルター

ショートパス：750nm

露光時間1/30 ～ 90sec

A/D コンバーター

12bit（4,096 階調）

I/O

USB 3.0

カメラ制御

ソフトウエア ImageSaver6 SCCEMS（絶対感度校正機能付）
WindowsPC OS：Windows10（64/32bit）

発光量測定

ソフトウエア CS Analyzer 4（Photon 計測表示機能付）
WindowsPC OS：Windows10（64/32bit）

試料台

材質：銅 温度：25℃（ペルチェ温度制御）
設置可能太陽電池サイズ：40 × 40mm（標準）電極＝上面：2 極（1 極が Common） 銅ブロック：Common
電源接続コネクター：BNC（リアパネル）
試料吸引ポンプ：付属XYZ ステージ

試料台位置調整用

標準光源

WSL-1230-640 KohshiUni 450 CCD
WSL-1230-850 KohshiUni 450 CCD

その他

レーザー光導入口 キャビネット両サイドに設置
庫内照明 白色光＆近赤外光

寸法・質量360mm(W) × 280mm(D) × 500mm(H)・19kg

電源・消費電力

AC 100V-240V 50/60Hz ・20W

1920 × 1200 画素

画素サイズ 5.86 × 5.86 μ m

ロングパス：750nm

調整範囲

X：35mm

ND フィルター：1％透過

Y：35mm

Z：50mm640nm 35mm シャーレ型光源 約 200nW
850nm 35mm シャーレ型光源 約 1 μ W

国立研究開発法人 産業技術総合研究所と技術コンサルティング契約を結び同研究所 計量標準総合センターの積分球式分光放射計で測定した光源（アトー社内標準）を基準にしてアトーの製品（撮影装置、ルミノメーター、基準LED光源など）を校正しています。

スクリムス

仮説検証から「真値」絶対値計測へ

SCREMS「変換効率向上」研究開発支援に Powerful Tool ！

スクリムス

SCREMS

内部構造の詳細太陽電池のエレクトロルミネッセンス (EL) 評価が近年急速に用いられており、「高効率太陽電池はよい LED になる」
「ショックレー・クワイサー限界に迫るには LED 外部発光効率を上げる」

多接合型太陽電池評価に適した近赤外波長域に感度のあるカメラ（400nm ～ 1200nm）となどと言われています。そこで、太陽電池のエレクトロルミネッセンスの絶対光量を測定し、外部発光効率を評価できるイメージングシステム「スクリムス（SCREMS）」を開発しました。SCREMS は、太陽電池を LED として動作させ、エレクトロルミネッ
センス (EL) 画像を絶対光量（光子数）として計測（光子数計測）できるため、評価試料の外部発光効率を簡単に評価できます。
多接合型太陽電池の場合でも、サブセルの発光波長に適した光学フィルターの使用によって、サブセル毎の外部発光効率を計測することも可能です。ペロブスカイトなど注目材料の太陽電池の新規製法による効率アップの評価・確認などにご活用下さい。

フィルターを組み合わせることで、サブセル毎の絶対発光量の計測を実現しました。
近赤外域対応高解像度カメラ（1920 × 1200 ピクセル）は 1/30 秒から最長 90 秒まで露光時間を調整できます。

基準光源による SCREMS の絶対感度校正
これまでのイメージングシステムの画像の明暗情報は、A/D 変換によって得られた相対的な値（輝度値）があるだけで、値が大きければ明るく、小さければ暗いことの他に意味はありませんでした。当社では、東京大学物性研究所・産業技術総合研究所のご指導により、輝度値にかわる絶対光量を表示する方法を検討し、基準光源を用いた絶対感度校正法を提示できるようになりました。
SCREMS は、全放射光量と配光特性が実測されている基準光源を撮影することで、この撮影画像と撮影に使われた光量とから絶対感度校正を行うことができ、この校正によって太陽電池の絶対光量（photon/pixel/sec など）を簡単に計測できるようになります。

レーザー光導入口
半導体の評価にも利用できます。
相対感度特性

フィルターテーブル
対象サブセルの発光だけが透過するフィルターをセットします。

カメラ（特許申請中）レンズ（アイリス付き）

レンズ
アイリス

試料台に取り付けできる付属パーツ
電源用 BNC コネクター

配光特性
吸引ポンプ用ターミナル

基準光源
860nm 基準光源の撮影画像「SCCEMS」イメージ図

研究用太陽電池の評価に最適な試料台

基準光源設置台20mm × 20mm の太陽電池を載せる試料台は 25℃に温調された銅製ブロックです。太陽電池試料は、外部に接続されたポンプにより銅製ブロックに吸引固定されますので、計測中の位置ずれ・電極の接触不良の心配はありません。試料台サイズは変更可能です。

太陽電池評価例
多接合型太陽電池評価例（セルサイズ 20 × 20mm）

単層型太陽電池評価例（セルサイズ 20 × 20mm）

InGaP/GaAs/Ge 3 接合型化合物太陽電池 @ 注入電流 = 20 mASi（シリコン）太陽電池 @ 注入電流 = 200 mA

InGaP サブセル ( λ EL ~ 680 nm)

GaAs サブセル ( λ EL ~ 880 nm)

Si セル ( λ EL ~ 1160 nm)

露光時間

露光時間

露光時間

1/10 秒

ファイバー固定台

1/6 秒

試料台の温調

右は疑似カラー表示

5秒

試料台

銅製ブロックXYZ ステージ
写真提供 東京大学物性研究所
秋山英文先生 吉田正裕先生

電極一対の電極の一方と銅製ブロックが Common 側になります。

太陽電池の固定、電極のセットを容易にするために、試料台を手前に引き出すことができます。