太阳能电池QE/IPCE(量子效率)测量系统

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太阳能电池QE/IPCE(量子效率)测量系统
Solar Cell Scan100

太阳能电池（光伏材料）光谱响应测试、量子效率QE（Quantum Efficiency）测试、光电转换效率IPCE (Monochromatic Incident Photon-to-Electron Conversion Efficiency) 测试等。广义来说，就是测量光伏材料在不同波长光照条件下的光生电流、光导等。
测试原理
用强度可调的偏置光照射太阳能电池，模拟其不同的工作状态，同时测量太阳能电池在不同波长的单色光照射下产生的短路电流,从而得到太阳能电池的绝对光谱响应与量子效率。


Solar Cell Scan100系统组成
■ 系统包括两个150Ｗ氙灯，分别做为探测光源和偏置光源(选配件)。
■ 采用300mm焦距的三光栅光谱仪做为分光系统,保证良好的波长准确度和重复性，消除多级光谱的影响。
■ 独特的测试光路，可同时实现响应度与镜面反射率的测试．对于漫反射样品的反射率测试，则采用积分球方式来实现，确保了测试的准确性．探测光光斑大小从3mm至10mm可调，以适合不同尺寸的样品测试。
■ 样品台采用高精度二维平移机构，配有恒温(或变温）及真空吸附装置，变温范围可达到5～40度。
■ 系统可工作于斩波模式与连续模式，斩波模式采用锁相放大器来实现数据采集，连续模式采用高精度直流放大器来实现数据采集。
■ 采用二维高精度电控位移台可对电池样品进行Mapping扫描，
■ 专业软件，可实现一键自动完成响应度、反射率、QE及IPCE的测试。并可针对不同应用，自行设计测试流程。


Solar Cell Scan100特点
◆ 扫描光源波长输出范围:300-2000nm
Solar Cell Scan100不仅适合常规太阳能电池的性能研究，而且适合各类新型近红外太阳能电池材料性能的研究，真正实现了全光谱太阳能电池性能一体化测试。


◆ 独有的垂直光路设计
独有的垂直光路设计，被测样品平面放置,不仅确保样品的稳定摆放，以保证测试的稳定性，而且更适合染料敏化电池的测试。
◆ JSC模拟计算功能
◆ 时间稳定度测试
◆ 具有真空吸附及恒温保持功能的样品台(选配件)
◆ 测试光斑大小可调，适用不同尺寸样品的测试
◆ 基于Windows的软件：
a) 自动控制扫描、样品切换、光栅切换和数据采集
b) 测量光谱响应度、反射率、内量子效率、外量子效率、均匀度扫描等
c) 数据导出及报表打印功能，数据导出格式支持Office、Origin、matlab等分析软件
◆ 多结以及多层膜电池的测试
通过改变偏置光光强,来饱和各结太阳能电池，分析待测结太阳能电池量子效率。
◆ 反射率测量
系统提供镜面反射与漫反射测试选件，提供您完整的反射率测试分析手段。
◆ 开放式偏置光路
偏置光路上预留光学元件的安装位置，您可自由改变偏置光的条件，可用于对太阳能电池缺陷做先期的分析。
◆ 标准样品台
适用于样品尺寸相对固定的太阳能电池片的量测。可升级为变温或恒温样品台。
◆ 变温样品台
在不同的温度下测量太阳能电池电流的输出，对太阳能电池在实际工作环境下是否存在缺陷做先期的分析。
◆ 大面积太阳能电池片(最大156x156mm)的扫描检测,二维自动平移系统可实现对电池样品的各个位置做测量分析(选配件）
1.量子效率均匀性分析
2.反射率均匀性分析
◆ 斩波与连续两种测试模式，可实现常规光电池以及慢响应光电池的光谱响应测试
Solar Cell Scan 100 提供斩波模式QE/IPCE测量，可实现对多种太阳电池的测试（DSSC, Organic, Amorphous silicon, Monocrystalline Silicon, Microcrystalline Silicon, Polycrystalline Silicon, CdTe, CIGS, GaAs），也提供连续模式配合暗室测量光电转换较慢的太阳能电池材料QE测量，如染料敏化与光化学太阳能电池材料量子效率测量。


Solar Cell Scan100 主要技术指标
项 目
指标和说明

150W氙灯
光学稳定度≦0.8%，可工作在斩波模式（适合常规单晶/多晶/非晶硅、CdTe CIGS GaAs 等太阳能电池）与连续模式（适合慢响应染料敏化电池，有机太阳能电池）

测试光斑尺寸
3mm~10mm

三光栅DSP扫描单色仪

波长范围
300nm～2000nm

波长准确度
a) ±0.3nm（1200g/mm,300nm） b) ±0.6nm(600g/mm,500nm)
c) ±0.8nm(300g/mm,1250nm)

扫描间隔
最小可至0.1nm

输出波长带宽
<5 nm

多级光谱滤除装置
根据波长自动切换，消除多级光谱的影响

光调制频率
4 - 400 Hz

标准样品台尺寸
164mmx164mm

标准硅探测器
含校正报告

偏置光源
光强可调，最高可大于1个太阳常数（需选配)

样品最大尺寸
156mm×156mm

数据采集装置灵敏度
a) 斩波模式：2nV；b) 连续模式：100nA

测量重复精度
对太阳光谱曲线积分重复性在±1%以内

测试周期
单次扫描<1min，完整测试<5min (步长5nm)

反射率测量
镜面反射 300-1100nm(需选配）；漫反射 300-1600nm(需选配）

温度控制
恒温控制：25±1℃(需选配）；变温控制：5~40℃(需选配）

3D Mapping
156mm×156mm，100um分辨率

仪器尺寸
主机：842mm×770mm×575mm；控制柜：800mm×600mm×1300mm


Solar Cell Scan 100选购件列表

型 号
说 明

QE-A1 偏置光源附件
150W 高稳定氙灯，平行光路含滤光片支架，光稳定度≦0.8%

QE-C1 镜面反射率测试附件
含Si探测器，波长范围300-1100nm

QE-C2 漫反射率测试附件
含漫反射测量积分球，Si & InGaAs探测器，波长范围300-1600nm

QE-D1 二维电动样品台
XY 二维电移台及控制驱动

QE-F1 真空吸附样品台
156mm x156mm

QE-F2 恒温样品台
25 ℃±1℃，156mm x156mm

QE-F3 变温样品台
5-40 ℃，台面尺寸30 mm x30mm