CN102884416B - 电致发光样本分析装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于分析电致发光样本的装置，所述装置包括：脉冲发生器，所述脉冲发生器用于将脉冲驱动信号施加到电致发光样本；电致发光检测器，所述电致发光检测器用于接收根据脉冲驱动信号的施加而从电致发光样本发射的电致发光，由此获得光接收信号；温度控制器，所述温度控制器用于改变电致发光样本的温度；以及电致发光瞬态光谱分析单元，所述电致发光瞬态光谱分析单元用于分析光接收信号的根据电致发光样本的温度变化而被延迟的时分部分的变化，并获得与在电致发光样本中存在的缺陷型电荷陷阱有关的信息。

Description

电致发光样本分析装置

技术领域

本发明涉及一种用于检测和分析的装置，更具体而言，涉及一种用于分析电致发光（EL）样本的装置。

背景技术

太阳能电池，作为将太阳能转换成电能的半导体器件，具有p型半导体和n型半导体的结形式，并且具有与二极管相同的基本结构。当光入射在半导体上时，在吸收的光与构成半导体的材料之间发生相互作用。然后，产生具有负电荷和电子以及具有正电荷的正空穴（其中电子丢失），从而允许电流流动或产生电。这被称作光电效应。有两种类型的半导体，一种是吸引具有负电荷的电子的n型半导体，另一种是牵引具有正电荷的正空穴的p型半导体。太阳能电池将这两种类型的半导体结合在一起。一般地，在半导体中产生的负电荷被拉向n型半导体，而正电荷被拉向p型半导体。因此，负电荷和正电荷分别聚集在任一电极处。通过将这两个电极用电导线连接，可以获得电流和电能。这里，正电荷和负电荷的数目变得相同。因此，只要有光，就可以连续地产生电能。即，一旦有光入射，则在半导体内发生光与材料之间的相互作用以产生正电荷和负电荷，并且通过电荷放电到外部而使电流动，从而允许电能来操作电机或将灯点亮。相应地，太阳能电池不仅可以将太阳光转换成电，也可以将来自荧光灯的光转换成电。

使用太阳能电池的太阳能光伏发电系统被期待着能够为由全球变暖所导致的环境问题和能源问题提供至少一个解决方案，并且太阳能光伏能被期待着在2100年提供全球能源的大约70%。实现能源愿景的最重要问题之一是能源转换的改善。尽管晶体硅太阳能电池占据整个太阳能产品的大约90%，但是它们的效率（目前大约为24.7%）局限于最多改善到29%，因而难以期望效率的明显改善。归功于基于III-V化合物半导体技术的具有InGaP/InGaAs/Ge的3结结构的太阳能电池的密集操作，已经实现了40.8%的效率，并且期望通过诸如4结、5结等的多结来实现大于50%的超高效率。

LED（发光二极管）利用了在为激发态的导带中的半导体的电子移动到为基态的价带的发光过程（电子-空穴的发光复合）。用于实际LED的是化合物半导体，其带隙结构是直接跃迁类型。这是因为只有在位于导带底部的电子的动量与位于价带顶部的正空穴的动量几乎相同时才能实现高可能性的发光复合。LED的发光颜色由构成有源层（即，发光区）的半导体材料的能带隙来确定。GaAs的带隙为大约1.43eV，并且发射870nm的近红外线。可见光LED使用具有更大能带隙的材料。用于高效率LED的是经由具有彼此不同的能带隙的多个化合物半导体薄膜的外延生长而制造出的多层薄膜。对于用于板的材料，使用GaAs（红外线~可见光）或GaP（可见光），并且蓝宝石（Al₂O₃）或碳化硅（SiC）用于蓝光到紫外线。

在LED发展的早期，使用单个p-n结。靠近耗尽层的n型区或p型区用作发光结层。这是含有杂质的区域，因而难以获得高效率的LED。改善发光效率的最常用的方法是双异质（DH）结构，在双异质结构中p型区和n型区的带隙比有源层的带隙大。在通过使有源层变薄来增强将电子和正空穴限制在量子阱结构中的效果的同时，已经试图改善在带端的电子状态的密度。光功率与进入LED的电流的比（即，外量子效应）由从芯片发射光的效率以及发光复合比（即，内量子效应）除去包括电极的串联电阻所引起的焦耳损耗来决定。LED包括板和电极，通过板和电极来吸收由有源层产生的一些光。优选地，板材料的带隙比有源层的带隙大。除了半导体材料以外，目前正在研究由模料引起的表面粗糙和效率恶化的问题。

作为对于太阳能电池和LED器件必须解决的固有问题之一，缺陷电荷陷阱影响了当在捕获激活的电子和空穴时通过改变操作条件来操作器件时的操作特性。因此，为了取代这种器件结构作为下一代器件，需要具有可重复性和耐久性的器件特性，并且不仅需要对尚未解决的薄膜进行系统研究，而且还需要对在多层结构中捕获电子和空穴的过程、陷阱在光激活多层结构中的分布和结构、以及能量分布进行系统研究。

在太阳能电池和LED结构中存在陷阱的情况下，能够捕获电荷的陷阱的数量与其尺寸相比相对地增多，并且在各个能级中都存在陷阱。在多晶体结构的器件薄膜的情况下，认为除了已知的缺陷陷阱以外，还可能存在更多的陷阱，但是由于材料的能带隙的限制，没有可以覆盖全部缺陷陷阱的分析方法，如果只使用一种分析技术，则可观察到的陷阱的范围受到限制。此外，层之间的被认为肯定存在的界面缺陷陷阱被预期到会影响器件的操作特性，因而不能忽视分析表面和界面的方法的重要性。因此，预期到在光电器件中界面陷阱（IT）和表面陷阱（ST）以及电荷陷阱（CT）将影响电荷分离及其在结构中的工作寿命，因为不同于其它器件的暴露于外部环境的太阳能电池随着时间的增加更易受到缺陷陷阱的影响。因此，通过分析电荷陷阱的准确起源并追踪和控制其成因，可以为当前所要求的低成本、高效率的太阳能电池和LED器件做出贡献。

对利用诸如ELTS的光电物理原理来分析非破坏性电荷陷阱的研究对于在下一代太阳能电池和LED器件领域中验证大范围的陷阱和评估器件性能是必要的。

发明内容

技术问题

本发明提供一种用于分析电致发光样本的装置，所述装置可以验证与存在于诸如太阳能电池和LED的EL发射器件内的缺陷电荷陷阱的分布、结构以及能量分布有关的信息。

本发明还提供一种用于分析电致发光样本的装置，所述装置可以经由一个分析装置来一体地分析与EL发射器件的寿命和EL图像有关的信息以及与缺陷电荷陷阱有关的信息。

本发明还提供一种用于分析电致发光样本的装置，所述装置可以在用于验证EL发射器件的表面缺陷的微单元中摄像并提供EL图像。

技术方案

本发明的一个方面的特点在于提供一种分析电致发光样本的装置，所述装置包括：脉冲发生器，所述脉冲发生器被配置为将脉冲驱动信号施加到电致发光样本；电致发光（EL）检测器，所述电致发光检测器被配置为通过接收由于脉冲驱动信号的施加而从电致发光样本发射的电致发光来获得光接收信号；温度控制器，所述温度控制器被配置为改变电致发光样本的温度；以及电致发光瞬态光谱（ELTS）分析单元，所述电致发光瞬态光谱分析单元被配置为通过分析光接收信号的瞬态部分根据电致发光样本的温度变化的变化来获得与存在于电致发光样本中的缺陷电荷陷阱有关的信息。

在一个实施例中，脉冲发生器可以产生与电致发光样本通过温度控制器的温度变化相对应的方波脉冲，并且EL检测器可以在方波脉冲被施加时响应于方波脉冲来检测从电致发光样本发射的EL。

在一个实施例中，通过EL检测器获得的光接收信号可以是光电流信号、光电压信号以及电容信号中的一种。

ELTS分析单元可以通过在光接收信号的瞬态部分中对两个时间点采样、计算在两个采样时间点处的光接收信号的差、以及利用光接收信号的差根据温度变化而变化的关系，来获得与缺陷电荷陷阱的激活能级、缺陷电荷陷阱的浓度以及缺陷电荷陷阱的捕获截面有关的信息中的至少一种。

ELTS分析单元还可以通过分析在固定温度下获得的光接收信号的瞬态部分来获得寿命信息，寿命信息可以是与少数载流子和缺陷电荷陷阱有关的信息中的至少一种，并且可以通过计算呈指数地变化的瞬态部分的时间常数来获得。

根据本发明的一个实施例的用于分析电致发光的装置还可以包括：摄像设备，所述摄像设备被配置为获得从电致发光样本发射的EL的EL图像；以及表面缺陷分析单元，所述表面缺陷分析单元被配置为基于EL图像来分析电致发光样本的表面缺陷。

显微镜可以在EL的光路上置于摄像设备的前面，并且表面缺陷分析单元可以基于在微单元中从摄像设备获得的EL图像来分析电致发光样本的表面缺陷。

根据本发明的一个实施例的用于分析电致发光样本的装置还可以包括光分离器，所述光分离器被配置为以将从电致发光样本发射的EL中的一些输入到EL检测器而将另一些输入到显微镜的方式来光分离。

根据本发明的一个实施例的用于分析电致发光样本的装置还可以包括分光镜，所述分光镜被配置为仅检测从电致发光样本发射的EL光的期望的波长或阻断不期望的波长。

发明效果

本发明的一个实施例可以提供一种用于分析电致发光样本的装置，所述装置可以验证与在诸如太阳能电池和LED器件的EL发射器件内存在的缺陷电荷陷阱的分布、结构以及能量分布有关的信息。

本发明的一个实施例还可以一体地获得与EL发射器件的寿命和EL图像有关的信息以及与缺陷电荷陷阱有关的信息，从而节省用于测试和分析EL发射器件的时间和成本。

本发明的一个实施例还可以在用于验证EL发射器件的表面缺陷的微单元中摄像并提供EL图像，从而改善表面缺陷测试的可靠性和准确性。

本发明的一个实施例还可以分析并测量与缺陷电荷陷阱有关的信息，以及与集成在最终产品中的装置的少数载流子的寿命有关的信息。

附图说明

图1示出根据本发明的一个实施例的用于分析电致发光样本的装置的主要配置。

图2示出施加到电致发光样本的脉冲驱动信号以及作为接收到从电致发光样本发射的EL的光接收信号的光电流。

图3示出捕获载流子以及在陷阱中捕获的载流子并将其放电的过程。

图4示出光接收信号根据温度变化的瞬态变化的相关性，以及经由此来获得缺陷电荷陷阱信息的方法。

图5示出载流子密度根据太阳能电池所接收的光的指数变化。

图6示出经由光学ICTS（等温电容瞬态光谱）而基于随着时间指数减小的瞬态部分来分析寿命的方法。

具体实施方式

由于本发明可以存在各种变化和实施例，因此将参照附图来说明并描述某些实施例。然而，这并不意味着将本发明限定于某些实施例，而是应当解释为包括由本发明的主旨和范围所覆盖的所有变化、等同物和替代物。

在对本发明的整个描述中，当认为描述某些技术会偏离本发明的发明点时，将省略相关的详细描述。此外，本发明的描述中的编号（例如，第一、第二等）仅用于区分一个元件与另一元件。

当将一个元件被描述成“连接”或“接入”至另一元件时，其应当被解释为直接连接或接入至另一元件，但也可能在其间具有另一元件，除非另外地指明。

在下文中，将参照附图来描述根据本发明的一个实施例的用于分析电致发光样本的装置。

图1示出根据本发明的一个实施例的用于分析电致发光样本的装置的主要配置。

参见图1，根据本发明的一个实施例的用于分析电致发光样本的装置可以包括：真空室15、脉冲发生器110、温度控制器120、显微镜130、光分离器142、EL检测器140、摄像设备150、放大器160、A/D转换器165、温度检测和控制单元170、分析单元180等。由于在图1中所示的元件不是必不可少的，所以可以根据如何设计来实现具有更多或更少元件的电致发光样本分析装置。

通过包括以上元件，本发明的电致发光样本分析装置可以被利用作为具有三个功能的装置，即微单元领域中的ELTS（电致发光瞬态光谱）分析装置、电致发光寿命分析装置、以及近红外图像分析装置。在下文中将逐一描述电致发光样本分析装置的这三个功能。

ELTS分析装置

电致发光样本10可以安装在安装构件125中并置于真空室15中。这里，脉冲发生器110产生脉冲驱动信号（在本实例中为方波脉冲21）并将脉冲驱动信号施加到真空室15中的电致发光样本10。

一旦如上所述施加脉冲驱动信号，电致发光样本10就发射EL光。例如，在LED的情况下，可以发射在相关色区（即，相关波长段）中的EL光，在太阳能电池的情况下，可以发射在近红外区中的EL光。

这里，发射EL的原理如下。EL（电致发光）涉及如下的光学、电学现象：当形成强电场或电流流经材料（一般为半导体）时，由于具有不同符号的电荷载流子（即电子和空穴）复合而发射光。为了获得EL光，需要将晶格内部的电子带到更高的能级。这里，发光强度取决于样本的缺陷密度，并且缺陷越少，发射的光子越多。

在图1中，以从EL样本10发射的EL光穿过显微镜130然后在被EL检测器140接收之前穿过光分离器142的方式来配置所述装置。然而，这仅是如何配置根据本发明的分析装置以便实现用于在微单元中分析表面缺陷的ELTS分析装置和EL图像获取装置这两个功能的一个实例。

因此，显然的是，可以在实现上述两种功能的同时以不同于图1中所示的配置的方式来设计装置。在图1的情况下，输入到显微镜130的EL光中的一些（即，穿透的光）经由光分离器142由EL检测器140接收，而另一些（即，反射的光）由诸如CCD照相机的摄像设备150接收，但是可以存在不同的方式来设计此配置。例如，光分离器142可以置于显微镜130的前端（光输入端），而不是显微镜130的后端（光输出端）。在这种情况下，摄像设备150将接收穿过光分离器142和显微镜130的EL光，而EL检测器140将接收仅穿过光分离器142的EL光。此外，显微镜130和EL检测器140可以分别置于能够直接接收从EL样本10发射的EL光之处，在此情况下可以将光分离器142从配置中省略。

尽管图1中说明的是从EL样本10发射的EL光穿过显微镜130然后被EL检测器140或摄像设备150接收，但这仅是说明性的实例，从EL样本10发射的EL光也可以在不穿过显微镜130的情况下由EL检测器140或摄像设备150接收。另外，尽管说明的是由EL检测器140接收的EL光然后经过放大器160，但这也仅是说明性的实例，可以从配置中省略放大器160。此外，可以经由分光镜（未示出）接收EL光，所述分光镜将从EL样本10发射的EL光的特定波长分离。这里，分光镜可以使用例如滤镜以接收期望的波长或阻断不期望的波长。

然后，经由EL检测器140检测的光接收信号可以经由放大器160和A/D转换器170而被发送到分析单元180，如图1所示。这里，EL检测器140可以是光电二极管或光电探测器，经由EL检测器140获得的光接收信号可以是与EL光的强度相对应的光电流信号、光电压信号或电容信号。

在理想的情况下（即，当EL样本10中没有缺陷时），从EL检测器140获得的光接收信号将具有与输入的脉冲驱动信号相同的波形，但是实际上，其将具有如图1中的附图标记22所示的瞬态部分。

由于在光接收信号的波形上的变形是由EL样本10中存在的缺陷导致的，所以可以通过分析光接收信号的瞬态部分来获得与EL样本10中存在的缺陷有关的信息。以下将参照图2至图4来描述。

图2示出施加到电致发光样本的脉冲驱动信号以及作为接收到从电致发光样本发射出的EL的光接收信号的光电流。

对于ELTS测量，一旦经由脉冲发生器110将诸如图2的（a）所示的脉冲驱动信号施加到EL样本10的结，EL检测器140就感测从EL样本10发射的EL光以获得根据EL检测器140的响应函数（电流、电压或电容）的光接收信号。这里，光接收信号可以如同图2的（b）所示。

在图2的（b）中，在EL检测器140的响应函数是光电流的情况下，F~C部分是通过样本的光激发产生EL检测器140的光载流子并且检测器电流突然增加的情况，C~D部分是在F~C部分中所产生的光载流子被捕获在陷阱中并保持准稳态的情况，D~E部分是通过光载流子的复合使电流再次减小的情况。最后，E~F部分是通过热能将捕获在陷阱中的光载流子解捕获的情况，其中电流在这里具有瞬态曲线。

如上所述，光电流信号的E~F部分具有瞬态曲线形式的原因将参照图3来描述。图3示出捕获和发射载流子以及在陷阱中捕获的载流子的过程。

在没有晶体缺陷而是原子周期性地布置的理想晶体中，基于位置的电势也具有周期函数的形式。然而，在存在晶体缺陷的情况下电势的周期性被破坏，并且这种电势的扭变形成了用于带电粒子的陷阱。这种陷阱在晶体内形成深能级，以下通过载流子的复合和产生的过程，即电子捕获、电子发射、空穴捕获以及空穴发射的过程（见图3的（a））来解释深能级的变量。

如图3的（a）所示，电子发射是陷阱中的电子在获得能量之后将电子发射到导带的过程，而电子捕获是导带中的自由电子损失能量之后捕获被传送到陷阱的电子的过程。

如图3的（a）所示，空穴捕获（其中，陷阱能级中的电子损失能量并将电子传送到价带）是陷阱捕获空穴的过程，而空穴发射（其中，价带中的电子获得能量并被激发到陷阱能级）是陷阱发射空穴的过程。在任何陷阱中，以上4个过程都是同时发生的，并且自由电子的浓度在电子发射过程中（其中，被捕获在陷阱中的电子获得能量并且被激发到导带）增加，而在陷阱的电子捕获过程中（其中，自由电子损失能量并被传送到陷阱能级）减少。

在图3的（b）中，E_c表示导带的能级，E_v表示价带的能级，E_t表示陷阱的能级，△E_t表示被捕获在陷阱能级中的电子激发到导带并且起自由电子的作用所需的激活能量。此外，n是指导带中的自由电子的浓度，n_t和p_t分别是指已经捕获了电子和空穴的陷阱的浓度。N_t是指陷阱密度。

因此，在缺陷电荷陷阱处于EL样本的能级中的情况下，有可能会减小经由电子-空穴复合过程来发射EL的自由电子的浓度。这是因为本应被传送到价带的一些电子被捕获在陷阱中。照此，如果被捕获在陷阱中的一些电子通过经由电子发射过程来获得激活能量而延迟地起到自由电子的作用，则所述的这一些电子产生瞬态部分，诸如图3的（b）所示的E~F部分。因此，通过获知从陷阱能级激发到导带所需的激活能量（△E_t），可以验证陷阱所处的能级（E_t）。

在下文中，将参照图4来描述用于获得与EL样本中存在的缺陷电荷陷阱有关的信息（即，激活能量、陷阱能级、陷阱的截面捕获面积、陷阱浓度等）的方法。

图4示出光接收信号的瞬态部分根据温度变化而变化的相关性，以及经由此来获得缺陷电荷陷阱信息的方法。

在本发明中，可以通过促使EL样本的温度变化、然后分析在EL检测器140所获得的光接收信号的瞬态部分根据温度变化的变化，来获得EL样本中存在的缺陷电荷陷阱的信息。

即，如图4所示，EL样本分析装置的分析单元180可以通过在光接收信号的瞬态部分中对两个时间点（t₁,t₂）采样、计算在这两个采样时间点处的光接收信号的差（I(t₁)-I(t₂)）、然后利用光接收信号的差根据温度变化的变化关系，来获得关于缺陷电荷陷阱的信息。

例如，如图4所示，通过测量时间点t₁和时间点t₂的光电流信号，可以用以下式子来获得ELTS信号。

[式1]

I_n(T)＝[i(t₁)-i(t₂)]/K(T)

I_n(T)＝e_n[exp(-e_nt₁)-exp(-e_nt₂)]

其中K(T)＝qμ_nAτ_nE(N_t+e_n/β_n)

这里，e_n是发射率（率窗，秒-1）；q是电子的电荷量；μ_n是电子的迁移率；A是样本的有效截面；E是施加的电场；τ_n是弛豫时间；N_t是陷阱密度。通过从[式1]利用dI_n/d_t=0的条件，可以如下来获得最大ELTS信号处的采样时间和发射率之间的关系。

[式2]

exp[-e_n(t₂-t₁)]＝(1-e_nt₁)/(1-e_nt₂)

这里，发射率（e_n）根据温度如以下所示的[式3]给出。

[式3]

e_n＝Aσ_tT²exp(-E_t/KT)

从以上[式3]，可以获得陷阱的激活能量（△E_t）和捕获截面（σ_T）。

即，如图4所示，光接收信号的差根据温度变化的变化关系如同根据温度变化的具有高斯分布的阿伦尼斯图（Arrhenius plot）的形式，因此，通过绘制阿伦尼斯图，可以从线的斜率中获得陷阱的激活能量（△E_t），并且还可以获得陷阱的捕获截面（σ_T）。

EL寿命分析装置

在太阳能单元或LED器件所发射的光中，施加的电荷载流子被陷阱和杂质捕获时所产生的发光增益因为陷阱和杂质而显著地减少。因此，分析材料中的少数载流子的寿命（τ）可以是评估晶体材料是否能够用作PV（光伏）材料的方法。

为此，根据本发明的EL样本分析装置的分析单元180通过分析在固定温度下获得的光接收信号的瞬态部分来获得与少数载流子的寿命有关的信息。这里，少数载流子的电荷密度呈指数地变化，如图5所示，光接收信号的瞬态部分代表少数载流子的电气特性，因而可以通过计算呈指数地变化的瞬态部分的时间常数来获得与少数载流子的寿命有关的信息。

即，在本发明中，通过ELTS分析装置来测量少数载流子的寿命，少数载流子的寿命是诸如太阳能电池、LED等的EL样本的装置质量的指标之一并且影响其效率。在经由此装置来测量太阳能和LED的寿命的方法中，通过分析响应函数（电流、电压或电容）信号的瞬态部分来分析随着时间呈指数地减小的少数载流子和陷阱的寿命，所述响应函数信号是通过将脉冲类型的驱动信号施加到样本而经由EL检测器从半导体样本发射的EL来获得的。

此外，可以通过在特定的温度下测量光的响应函数之中的用于静电容量的时分部分来分析寿命。换言之，经由光学ICTS（等温电容瞬态光谱）来分析根据瞬态部分的随着时间呈指数地减小的寿命（见图6）。用于此分析的式子如下。

$S(t_i\sqrt{K},T)=[C\left({\mathrm{Kt}}_i\right)-C\left(t_i\right)]/\ln K$

$C\left(t_i\right)=\mathrm{\ΔC}\left(t_i\right)/C_o$

$=(N_t/{2N}_A)[e_p^o/(e_n^o+e_p^o)]\exp [-(e_n^o+e_p^o)t_i]$

这里，K是常数；N_t是陷阱的浓度；N_A是受主的浓度；是光空穴发射率；以及是光电子发射率。

目前，太阳能电池和LED产品的单元缺陷和寿命是利用单独的测试仪器来测量的。因此，借助于本发明的EL样本分析装置，可以通过单个分析装置来一体地分析太阳能电池和LED产品的单元缺陷和寿命，使得可以节省分析和测试所需的时间和成本。

在微单元中分析表面缺陷的EL图像获取装置

此外，借助于图1中所示的配置，本发明的EL样本分析装置的分析单元180可以基于经由显微镜130和摄像设备150所获得的EL图像而在微单元中检查EL样本10的表面缺陷。

换言之，除了上述ELTS分析装置和EL寿命分析装置之外，可以利用本发明的EL样本分析装置作为用于获得对EL样本（诸如太阳能电池、LED器件等）的表面缺陷分析的微EL图案的装置。因此，从太阳能电池或LED器件发射的EL图像可以在微单元中被摄像，使得可以更加准确地检测太阳能电池或LED器件的表面缺陷和细小外部缺陷。

尽管已经参照某些实施例描述了本发明，但是实施例仅出于说明的目的而不应限制本发明。将理解的是本领域技术人员在不脱离本发明的范围和精神的情况下可以改变或修改实施例。

Claims (7)

1.一种分析电致发光样本的装置，包括：

脉冲发生器，所述脉冲发生器被配置为将脉冲驱动信号施加到所述电致发光样本；

电致发光检测器，所述电致发光检测器被配置为通过接收由于所述脉冲驱动信号的施加而从所述电致发光样本发射的电致发光来获得光接收信号；

温度控制器，所述温度控制器被配置为改变所述电致发光样本的温度；以及

电致发光瞬态光谱分析单元，所述电致发光瞬态光谱分析单元被配置为通过分析所述光接收信号的瞬态部分根据所述电致发光样本的温度变化的变化来获得与在所述电致发光样本中存在的缺陷电荷陷阱有关的信息，

其中，所述脉冲发生器被配置为产生与所述电致发光样本通过所述温度控制器的温度变化相对应的方波脉冲，以及

其中，所述电致发光检测器被配置为在所述方波脉冲被施加时响应于所述方波脉冲来检测从所述电致发光样本中发射的电致发光。

2.如权利要求1所述的装置，其中，通过所述电致发光检测器获得的所述光接收信号是光电流信号、光电压信号以及电容信号中的一个，以及

其中，所述电致发光瞬态光谱分析单元被配置为通过在所述光接收信号的瞬态部分对两个时间点采样、计算在两个采样时间点处的光接收信号的差、以及利用所述光接收信号的差根据温度变化而变化的关系，来获得与所述缺陷电荷陷阱的激活能级、所述缺陷电荷陷阱的浓度以及所述缺陷电荷陷阱的捕获截面有关的信息中的至少一个。

3.如权利要求1所述的装置，其中，所述电致发光瞬态光谱分析单元被配置为还通过分析在固定温度下获得的光接收信号的瞬态部分来获得寿命信息，以及

其中，所述寿命信息是与少数载流子和所述缺陷电荷陷阱有关的信息中的至少一个，并且能够通过计算呈指数地变化的瞬态部分的时间常数来获得。

4.如权利要求1所述的装置，还包括：

摄像设备，所述摄像设备被配置为获得从所述电致发光样本发射的电致发光的电致发光图像；以及

表面缺陷分析单元，所述表面缺陷分析单元被配置为基于所述电致发光图像来分析所述电致发光样本的表面缺陷。

5.如权利要求4所述的装置，其中，显微镜在所述电致发光的光路上置于所述摄像设备的前面，以及

其中，所述表面缺陷分析单元被配置为基于在微单元中从所述摄像设备获得的电致发光图像来分析所述电致发光样本的表面缺陷。

6.如权利要求5所述的装置，还包括光分离器，所述光分离器被配置为以将从所述电致发光样本发射的电致发光中的一些电致发光输入到所述电致发光检测器而将另一些电致发光输入到所述显微镜的方式来光分离。

7.如权利要求1所述的装置，还包括分光镜，所述分光镜被配置为仅检测从所述电致发光样本中发射的电致发光的期望的波长或阻断不期望的波长。