赛默飞世尔科技公司 ■ Tim Nunney Richard White

一 引言

面对市场对低成本、高效益、环保型能源急剧增长的需求，作为功能强大的元件，薄膜太阳电池和燃料电池有助于解决这个问题。为确保这些元件能够正常工作，在整个研发流程中对其进行表征分析具有至关重要的意义。因此，我们需要一种切实可行的测试方法，既能准确确认元件表面结构具有均一性，也能精确测出薄膜厚度以及分层化学性。这样，就可保证产品的可行性与功能性。

一般而言，薄膜太阳电池和燃料电池的生产均采用结构长度单位为“纳米”的材料。因此，我们必须应用一项与这种材料尺寸相适应且不会影响分析精确度的技术。此外，薄膜太阳电池和燃料电池最常见的生产方式是在基材上沉积出一种含有导电、半导电以及绝缘材料层的混合物。由于每一层材料都具有独特的物理、化学和电学特性，则必须采用一种能够满足此类复杂材料分析要求的测试方法。

X射线光电子能谱仪(XPS)即是一种行之有效的方法，它甚至可满足最苛刻的表面分析要求。这项技术能够提供极高的表面灵敏度，对尺寸在纳米范围内的薄膜太阳电池和燃料电池能够进行精确表征。此外，它还能在一次分析过程中同时分析不同类型的材料。

二 X射线光电子能谱仪(XPS)的诞生

XPS技术的理论依据是德国物理学家赫兹(Heinrich Rudolf Hertz)于1887年发现的光电效应。根据这一效应确立的“光子概念”用于描述光子撞击某个表面时产生的电子发射现象。……