SolarCellScan100太阳能电池量子效率测试系统-rev3-solarbe文库

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SolarCellScan 100 系列太阳能电池量子效率测量系统北京卓立汉光仪器有限公司2011.01.11一．系统功能简介二．系统性能三系统特点说明三．系统特点说明四其他专用机型简介四．其他专用机型简介一 . 系统功能简介统功能简介S光谱响应度外量子效率内可以实现测试太阳能电池的光谱响应度、外量子效率、内量子效率、反射率、表面均匀度、短路电流密度等适用于各种太阳能电池包括单晶硅 Si、多晶硅 mc-Si、非晶硅 α -Si、砷化镓 GaAs、镓铟磷化铟锗碲化镉铜铟硒铜铟镓硒磷 GaInP、磷化铟 InP、锗 Ge、碲化镉 CdTe、铜铟硒 CIS、铜铟镓硒CIGS、染料敏化 DSSC、有机太阳电池 Organic Solar Cell 、聚合物太阳电池 Polymer Solar Cell 等y适Single junction multi junction thin film包括单结 Single junction 、多结 multi junction 、薄膜 thin film 等单晶硅染料敏化三结 GaAs基本概念介绍量子效率 QE定义为光子入射到光敏面产生的载流子的百分比分Quantum Efficiency QE is a quantity defined as the percentage of photons hitting the photoreactive surface that will produce an electron – hole pair外量子效率 EQE定义为入射的光子使器件产生载流子的百分比内量子效率 IQE定义为吸收的光子使器件产生载流子的百内子效率 Q 定义吸收光子使件产载子分比内量子效率和外量子效率的差别在于是否考虑器件对入射光子的吸收基本名词介绍本词介多结太阳电池 Multi-junction Solar Cell 多结太阳电池是太阳电池的一个子类别，它们由多个薄膜层组成。每个薄膜层对于太阳光的部分波段有较高的吸收效率。通过仔细选择合适的薄膜层，可以使整个多结太阳电池捕捉到更宽光谱范围的太阳光，从而得到更多光电子，达到提升效率的的达到提升效率的目的。TandemCell多结太阳电池有时候也可称为叠层太阳电池（ Tandem Cell）二 . 系统性能系统灵敏度 QE测量能力最小可达 0.1系统重复性 300400nm 0.6400 1000 0 34001000nm 0.31000nm以上 0.6次测量结果每次间隔5次测量结果，每次间隔 1小时三系统特点说明三 . 系统特点说明1. 全光谱太阳光模拟，双光源任选光谱太阳光模拟光源任2. 光强监视选项，测试结果稳定性更稳定3. 垂直全反射光路，光斑大小可调4. 开放式偏置光路特别适合多结及多层膜电池测量一键式全自动多结电池测试可选55. 交 /直流测量模式任选6. 漫反射率 /透射率测试功能可选7. QE/IPCE Jsc计算功能可选Q8. 专业化的样品夹持器可选9. XY 电动调整台和 Mapping功能可选全光谱太阳光模拟，双光源任选系系系统具备双光源选项可配置氙灯和溴钨灯两种灯源匹配系统具备双光源选项，可配置氙灯和溴钨灯两种灯源，匹配IEC-60904的标准要求光强监视选项，测试结果更稳定系光源波动带来的噪声无法通过锁相放大的方式去除光光普通测试光路光强监视光路光源样品样品光源监视探测器信号反馈信号噪声水平垂直全反射光路，光斑大小可调反射光路光大，样品水平放置，操作方便，定位准确，测试重复性好电池测试，特别适合染料敏化太阳电池偏置光源和开放式平行光路叠层 /多结太阳能电池测试专用独立偏置光源配合滤光片架可以方便的调节偏置光条件，是测试多结电池 QE特性的有用工具根据实验需要可以在光路中方便的加根据实验需要，可以在光路中方便的加入滤光片或衰减片对偏置光进行调整第二路为 50W溴钨灯多结太阳电池全自动测量双结非晶硅样品第一结偏置光配 800nm高通滤光片；第二结 500 偏置光配 500nm低通滤光片。G A I G P/G A /GE三结 GaAs化合物 InGaP/GaAs/GE第一结偏置光配 700nm高通滤光片；第二结偏置光配 700900nm带通滤光片；第三结偏置光配低通滤光片第三结偏置光配 900nm低通滤光片。三结非晶硅样品第结测试采用第二结测试采用双路偏置光源，一路配 500nm低通滤光片，一路配 850nm高通滤光片交 / 直流测量模式如单晶硅、多晶硅、非晶硅，CdTe， CIGS， GaAs等于响应速度较慢的太阳电池* 关于染料敏化太阳电池 QE测试关于染料敏化太阳电池测试AC 模式下测试结果与斩波频率有关，频率越高测量结果越比真实值偏小DC模式下提供 500pA的测试灵敏度，足够保证测试需要漫反射率 / 透射率测量功能内量子效率测量需要漫反射率和透射率接太电减差接近太阳电池，减小测量误差3001700nm300 1700nm光谱范围QE/IPCE JscQE/IPCE Jsc 计算功能面积下的器件产生的短路电流供参考指标专业化样品夹持器标准探针样品架 30mm*30mm 真空吸附样品台， 156mm*156mm背电极薄膜样品架 100mm*100mm 有机气密样品架，可充氮气放置样品老化光电化学电池 PEC专用附件XY Mapping电动调整台和 pp g功能XY 电动调整台适用于 156mm*156mm样品的扫描测试QE均匀度扫描反射率均匀度扫描通过偏置光强改变扫描缺陷分布反射率 -125mm*125mm-550nm 量子效率 -150mm*150mm-550nm有缺陷150 *150 550 IQE mapping IQE量子效率 -150mm*150mm-550nm上图显示 6寸单晶硅电池 Q app g，样品右上角 Q 数值明显低于其他区域，因为那里有肉眼无法直接观察到的缺陷有酸液残留反射率 -125mm*125mm-550nm 上图显示单晶硅电池的反射率 mapping，均匀度明显不好这显示出酸洗制程中酸液有残留影响了整个电不好，这显示出酸洗制程中酸液有残留，影响了整个电池的反射率均匀性Mapping功能的说明自AC/DC 两种模式的快速 Mapping 功能可以得到量子效率、反射率、内量子效率以及扩散长度等参数的 Mapping 数据可以任意改变 Mapping 波长可以搭载多种波长的激光器实现 250μ m的高分辨率。上述 Mapping 数据是在同一个电池片上用 400nm、 650nm和 950nm三个波长做 QELBIC 扫描得到的。 650nm和 950nm的扫描数据显示电池具有良好的均匀性，但 400nm扫描数据上，我们发现电池边缘有不均匀区域。不同的测试波长对样品的穿透深度不同。蓝光波长短，穿透深度浅，因此很容易将样品制备过程中产生的表面裂痕等问题反映出来；近红外光波长相对较长，穿透深度更深，更加适用于扩散长度的计算，从而能反映样品材料内部的缺陷等问题料内部的缺陷等问题。四 . 其他专用机型简介大面积薄膜太阳电池 QE测试系统 SCS10-FilmSCS 10-Film 是一款专用于大面积薄膜太阳电池的系统它将单色光通过光纤导入到维电动可调的系统，它将单色光通过光纤导入到三维电动可调样品台，实现大面积样品自动扫描测量，可以提供光谱响应度外量子效率反射率内量子效率光谱响应度、外量子效率、反射率、内量子效率、表面均匀性、扩散长度、短路电流密度等光电化学电池专用测试系统 SCS10-PECSCS10-PEC特别适合光电化学类太阳电池测试，包括染料敏化太阳电池，是一款经济型的测试系统。有机电池专用测试系统 SCS10-FiberSCS10-Fiber用光纤将测试光和偏置光导出并对准到样品。系统可以方便的与手套箱集成，或者在空间受限制的实验环境中使用在空间受限制的实验环境中使用。PL/QE太阳能电池测试工作站 PMEye-3000PMEye-3000系统集成了 PL和 QE两种测试的单点和功能于一体，特别适合做半导体材料研究的mapping功能于体，特别适合做半导体材料研究的用户。 PL测试对于半导体本征结构的表征很有意义，而 mapping功能对于半导体工业厂商也有相当的价值。Thank YouThank You