太陽能電池QE/IPCE(量子效率)測量系統

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太陽能電池QE/IPCE(量子效率)測量系統
Solar Cell Scan100

太陽能電池（光伏材料）光譜響應測試、量子效率QE（Quantum Efficiency）測試、光電轉換效率IPCE (Monochromatic Incident Photon-to-Electron Conversion Efficiency) 測試等。廣義來說，就是測量光伏材料在不同波長光照條件下的光生電流、光導等。
測試原理
用強度可調的偏置光照射太陽能電池，模擬其不同的工作狀態，同時測量太陽能電池在不同波長的單色光照射下產生的短路電流,從而得到太陽能電池的絕對光譜響應與量子效率。


Solar Cell Scan100系統組成
■ 系統包括兩個150Ｗ氙燈，分別做為探測光源和偏置光源(選配件)。
■ 采用300mm焦距的三光柵光譜儀做為分光系統,保證良好的波長準確度和重復性，消除多級光譜的影響。
■ 獨特的測試光路，可同時實現響應度與鏡面反射率的測試．對于漫反射樣品的反射率測試，則采用積分球方式來實現，確保了測試的準確性．探測光光斑大小從3mm至10mm可調，以適合不同尺寸的樣品測試。
■ 樣品臺采用高精度二維平移機構，配有恒溫(或變溫）及真空吸附裝置，變溫范圍可達到5～40度。
■ 系統可工作于斬波模式與連續模式，斬波模式采用鎖相放大器來實現數據采集，連續模式采用高精度直流放大器來實現數據采集。
■ 采用二維高精度電控位移臺可對電池樣品進行Mapping掃描，
■ 專業軟件，可實現一鍵自動完成響應度、反射率、QE及IPCE的測試。并可針對不同應用，自行設計測試流程。


Solar Cell Scan100特點
◆ 掃描光源波長輸出范圍:300-2000nm
Solar Cell Scan100不僅適合常規太陽能電池的性能研究，而且適合各類新型近紅外太陽能電池材料性能的研究，真正實現了全光譜太陽能電池性能一體化測試。


◆ 獨有的垂直光路設計
獨有的垂直光路設計，被測樣品平面放置,不僅確保樣品的穩定擺放，以保證測試的穩定性，而且更適合染料敏化電池的測試。
◆ JSC模擬計算功能
◆ 時間穩定度測試
◆ 具有真空吸附及恒溫保持功能的樣品臺(選配件)
◆ 測試光斑大小可調，適用不同尺寸樣品的測試
◆ 基于Windows的軟件：
a) 自動控制掃描、樣品切換、光柵切換和數據采集
b) 測量光譜響應度、反射率、內量子效率、外量子效率、均勻度掃描等
c) 數據導出及報表打印功能，數據導出格式支持Office、Origin、matlab等分析軟件
◆ 多結以及多層膜電池的測試
通過改變偏置光光強,來飽和各結太陽能電池，分析待測結太陽能電池量子效率。
◆ 反射率測量
系統提供鏡面反射與漫反射測試選件，提供您完整的反射率測試分析手段。
◆ 開放式偏置光路
偏置光路上預留光學元件的安裝位置，您可自由改變偏置光的條件，可用于對太陽能電池缺陷做先期的分析。
◆ 標準樣品臺
適用于樣品尺寸相對固定的太陽能電池片的量測。可升級為變溫或恒溫樣品臺。
◆ 變溫樣品臺
在不同的溫度下測量太陽能電池電流的輸出，對太陽能電池在實際工作環境下是否存在缺陷做先期的分析。
◆ 大面積太陽能電池片(最大156x156mm)的掃描檢測,二維自動平移系統可實現對電池樣品的各個位置做測量分析(選配件）
1.量子效率均勻性分析
2.反射率均勻性分析
◆ 斬波與連續兩種測試模式，可實現常規光電池以及慢響應光電池的光譜響應測試
Solar Cell Scan 100 提供斬波模式QE/IPCE測量，可實現對多種太陽電池的測試（DSSC, Organic, Amorphous silicon, Monocrystalline Silicon, Microcrystalline Silicon, Polycrystalline Silicon, CdTe, CIGS, GaAs），也提供連續模式配合暗室測量光電轉換較慢的太陽能電池材料QE測量，如染料敏化與光化學太陽能電池材料量子效率測量。


Solar Cell Scan100 主要技術指標
項 目
指標和說明

150W氙燈
光學穩定度≦0.8%，可工作在斬波模式（適合常規單晶/多晶/非晶硅、CdTe CIGS GaAs 等太陽能電池）與連續模式（適合慢響應染料敏化電池，有機太陽能電池）

測試光斑尺寸
3mm~10mm

三光柵DSP掃描單色儀

波長范圍
300nm～2000nm

波長準確度
a) ±0.3nm（1200g/mm,300nm） b) ±0.6nm(600g/mm,500nm)
c) ±0.8nm(300g/mm,1250nm)

掃描間隔
最小可至0.1nm

輸出波長帶寬
<5 nm

多級光譜濾除裝置
根據波長自動切換，消除多級光譜的影響

光調制頻率
4 - 400 Hz

標準樣品臺尺寸
164mmx164mm

標準硅探測器
含校正報告

偏置光源
光強可調，最高可大于1個太陽常數（需選配)

樣品最大尺寸
156mm×156mm

數據采集裝置靈敏度
a) 斬波模式：2nV；b) 連續模式：100nA

測量重復精度
對太陽光譜曲線積分重復性在±1%以內

測試周期
單次掃描<1min，完整測試<5min (步長5nm)

反射率測量
鏡面反射 300-1100nm(需選配）；漫反射 300-1600nm(需選配）

溫度控制
恒溫控制：25±1℃(需選配）；變溫控制：5~40℃(需選配）

3D Mapping
156mm×156mm，100um分辨率

儀器尺寸
主機：842mm×770mm×575mm；控制柜：800mm×600mm×1300mm


Solar Cell Scan 100選購件列表

型 號
說 明

QE-A1 偏置光源附件
150W 高穩定氙燈，平行光路含濾光片支架，光穩定度≦0.8%

QE-C1 鏡面反射率測試附件
含Si探測器，波長范圍300-1100nm

QE-C2 漫反射率測試附件
含漫反射測量積分球，Si & InGaAs探測器，波長范圍300-1600nm

QE-D1 二維電動樣品臺
XY 二維電移臺及控制驅動

QE-F1 真空吸附樣品臺
156mm x156mm

QE-F2 恒溫樣品臺
25 ℃±1℃，156mm x156mm

QE-F3 變溫樣品臺
5-40 ℃，臺面尺寸30 mm x30mm