Der RAPID- Spektrometermesskopf ist das schnellste Gerät der ELBRUS XRF - Familie. Es sind Messzeiten bis zu 500ms möglich. Das wird durch die Nutzung einer Mikrofokusröntgenquelle und einer Polykapillaroptik in Kombination mit einem speziellen 4-Kanal Silizium-Drift-Detektor (SDD, 60mm²) – Modul erreicht. Die Fluoreszenzanregung der Probe erfolgt axial durch die zentrale Bohrung des SDD-Moduls.

Die lokale Auflösung der Röntgenstrahlung auf der Probe beträgt ca. 1mm. Bei einer Akquisitionszeit von 1s wird eine absolute Genauigkeit kleiner 5% und eine statistische Genauigkeit kleiner 3% erreicht. Die bauartzugelassene Röntgenquelle ist mit einem elektromagnetischen Verschluss und mit elektrischen Verriegelungen ausgestattet, die die Strahlungssicherheit gewährleisten. Die Röntgenröhre in Metall-Keramik-Ausführung (max. 30W, 50 µm Anoden-Brennfleck) ist mit verschiedenen Anodenmaterialien verfügbar. Der Messkopf kann wahlweise mit Luft- oder Wasserkühlung ausgeführt werden. Zum Lieferumfang gehören u.a. Versorgungs- bzw. Signalverarbeitungsgeräte (in 19’’ Gehäuse für Röntgenquelle bzw. SDD) sowie ein Industriecomputer inkl. XRF- und Steuerungssoftware.

Inhärenter Bestandteil des optischen Layouts ist die Überwachung der anregenden Röntgenstrahlungsintensität (Monitoring). Das Monitoring erfolgt durch die Anregung von im Primärstrahlungsgang angeordneten Materialien (Marker). Für die CIGSe(S)-Schichten kommen dabei zum Beispiel Titan - und Niob- Marker zum Einsatz. Bei jeder Messung werden alle integralen Intensitäten der nachzuweisenden Schichtelemente auf die Marker-Intensitäten normalisiert. Dadurch werden Schwankungen der Primärintensität kompensiert, die z.B. durch das Aufwärmen der Röntgenquelle bis zum thermischen Gleichgewicht in der jeweiligen Einbausituation oder durch geringste Stromschwankungen hervorgerufen werden können.

Der RAPID-Messkopf kann sowohl direkt in der Fertigungs-linie (in-line-Anwendung, ex-situ bzw. in-situ) als auch off-line in F&E oder in der Qualitätssicherung eingesetzt werden. Durch die Konstruktion der Vakuumschnittstelle sind bei der in-situ-Anwendung Prozesstemperaturen bis zu 550°C zulässig. Zur Sicherung der Spektrometerfunktion ist für diese Anwendung ein zusätzliches Gerät (19’’) zur Überwachung von Temperaturen und Wasserflüssen erforderlich. Für die off-line-Anwendung und bei großflächigen photovoltaischen Substraten ist oft auch eine Kombination mit dem Scanner ELBRUS iXSCAN vorteilhaft.

Der RAPID-Messkopf ist durch das Patent DE 44 080 57 geschützt.