1.一种非接触硅基光电器件少数载流子寿命检测仪,包括用于放置硅基光电器件(8)的放置台(7)、光源、探测器(2)、与探测器(2)电连接的信号放大器(3)、与信号放大器(3)电连接的锁相放大器(4)、与锁相放大器(4)电连接的处理控制单元(5)、与锁相放大器(4)以及处理控制单元(5)均电连接的函数发生器(6),所述的函数发生器(6)与电光源连接,其特征在于,当硅基光电器件(8)放置于所述放置台(7)上时,硅基光电器件(8)位于所述的光源与探测器(2)之间。
2.根据权利要求1所述的非接触硅基光电器件少数载流子寿命检测仪,其特征在于,所述的光源由多个且呈阵列排布的子光源组成,所述的探测器(2)由多个且呈阵列排布的子探测器组成,所述的信号放大器(3)的个数与子探测器的个数一致且两者一一对应连接,所述的锁相放大器(4)的个数与信号放大器(3)的个数一致且两者一一对应连接。
3.根据权利要求1所述的非接触硅基光电器件少数载流子寿命检测仪,其特征在于,所述非接触硅基光电器件少数载流子寿命检测仪还包括驱动所述的放置台(7)在所述放置台(7)所在平面上移动的XY轴移动机构(9),所述的XY轴移动机构(9)与处理控制单元(5)电连接。
4.根据权利要求1所述的非接触硅基光电器件少数载流子寿命检测仪,其特征在于,所述的光源采用波长为780nm的发光二极管制得的红外光源(1)。
5.根据权利要求1所述的非接触硅基光电器件少数载流子寿命检测仪,其特征在于,当硅基光电器件(8)放置于所述放置台上时,所述的探测器(2)与硅基光电器件(8)之间的距离为1mm~2mm。
6.根据权利要求1所述的非接触硅基光电器件少数载流子寿命检测仪,其特征在于,所述放置台(7)位于所述的光源与探测器(2)之间,所述的放置台(7)上设置有用于放置待测物片(8)的透光区域(10),所述的硅基光电器件(8)位于透光区域(10)上时,所述硅基光电器件(8)位于所述的光源与探测器(2)之间。
7.根据权利要求6所述的非接触硅基光电器件少数载流子寿命检测仪,其特征在于,所述的透光区域(10)采用半透明的毛玻璃制作而成。
8.根据权利要求1中所述的非接触硅基光电器件少数载流子寿命检测仪,其特征在于,所述非接触硅基光电器件少数载流子寿命检测仪还包括位于所述的探测器(2)前端的滤光片。
9.一种基于权利要求1~8中任意一项的非接触硅基光电器件少数载流子寿命检测仪的非接触硅基光电器件少数载流子寿命检测方法,其特征在于,所述的检测方法为:
S1:将所述硅基光电器件固定于所述放置台上;
S2:通过函数发生器激发光源按周期性波形的强度发光,光照射在硅基光电器件上使硅基光电器件发光,通过探测器在硅基光电器件背离光源的另一侧进行光信号的收集;
S3:探测器将光信号转化为电信号传输给信号放大器;
S4:信号放大器对电信号进行第一次放大形成第一次放大信号后传输给锁相放大器;
S5:锁相放大器对第一次放大信号进行第二次放大同时通过锁相放大器处理后得到信号的幅值以及光源强度与硅基光电器件所发光强度之间的相位差;
重复上述步骤,探测器对硅基光电器件进行多点探测得到一组幅值和相位差,最后通过数学公式计算得到少数载流子的寿命分布;利用幅值与相位信息计算少数载流子寿命的公式如下:
φ=-arctan(ωτeff)
其中IAC为荧光信号的相对幅值,φ为荧光信号与信号发生器输出信号之间的相位差,ω为正弦信号的角频率,τeff为所要测量的少数载流子寿命。
10.根据权利要求9所述的非接触式硅基光电器件少数载流子寿命检测方法,所述的光源采用波长为780nm的红外光源,其强度按正弦波的规律变化。