圖一：IV曲線圖
圖二：量子效率
量子效率：是指太陽能電池的電荷載流子數(shù)目與照射在太陽能電池表面一定能量的光子數(shù)目的比率。研究量子效率對了解電池內(nèi)部光電轉(zhuǎn)化有著重要意義。
早在2009年期間我公司在中科院張建民老師的帶領(lǐng)下就研發(fā)試制了國內(nèi)首臺(tái)一體化自動(dòng)測試量子效率系統(tǒng)，：SCS100測試系統(tǒng)。產(chǎn)品一經(jīng)推出就受到了國內(nèi)外太陽能研究人士的青睞。隨著在太陽能電池測試領(lǐng)域經(jīng)驗(yàn)不斷地積累，公司今年上半年又推出了全新一代產(chǎn)品，SCS10-FILM薄膜電池專用測試系統(tǒng)。
系統(tǒng)針對薄膜電池的特點(diǎn)，加入了單光源雙路可調(diào)偏置光，最大輸出能夠達(dá)到一個(gè)太陽強(qiáng)度。為了適應(yīng)薄膜電池的寬光譜，光譜測試范圍覆蓋了0.3～1.70μm光譜帶，并編寫了功能強(qiáng)大的測試軟件，不僅實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)計(jì)算量子效率曲線，而且能夠計(jì)算出電池的短路電流密度，更加方便了評估電池的整體效率。同時(shí)系統(tǒng)還實(shí)現(xiàn)了漫反射測試和量子效率測試同步測試的功能，更加準(zhǔn)確的計(jì)算電池的內(nèi)量子效率。
圖三：系統(tǒng)整體圖
先進(jìn)的光源配置：
系統(tǒng)的測試光源由鹵素?zé)艉碗療艄庠磧煞N燈源構(gòu)成，這樣，補(bǔ)償鹵素?zé)粼谧贤鈪^(qū)能量不足的問題，又能解決氙燈光源在近紅外有很多尖銳波峰的問題，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)測試范圍內(nèi)的光源光譜平滑，有效增加了洗系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
圖四：普通鹵素?zé)舻墓庾V圖
圖五：普通氙燈的光譜圖
獨(dú)特的測試光路設(shè)計(jì)：
大部分的量子效率測試系統(tǒng)都受困于量子效率測試點(diǎn)和反射率測試點(diǎn)不能夠?qū)崿F(xiàn)位置的重復(fù)定位，導(dǎo)致兩參數(shù)測試在不同位置，這對于均與性不是很高的樣品或高精度測試的試驗(yàn)中影響很大，本系統(tǒng)通過獨(dú)特的光纖輸出反射聚焦結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了反射率和量子效率同時(shí)同地測量的方式，有效地解決了上述問題帶來的煩惱。
通過聚焦反射光路，系統(tǒng)更能夠大大降低色差對測試過程中帶來的影響。由于太陽能電池的光譜測試范圍寬，如果采用傳統(tǒng)的投射聚焦方式進(jìn)行測試，當(dāng)測試到紅外區(qū)時(shí)，因不同波長折射率不同的緣故聚焦光斑開始擴(kuò)散，而紅外區(qū)有是不可見的，因?yàn)闀?huì)對測試帶來極大的不確定因素。
強(qiáng)大的偏置光配置：
為了提高太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率，我們可以擴(kuò)展電池的光譜響應(yīng)范圍以接受更多的太陽能，從而提高轉(zhuǎn)化率，因此多節(jié)電池孕育而生。然而測試多結(jié)電池要比普通電池復(fù)雜得多，我們不僅要考慮多結(jié)電池的最小限流問題，還要考慮電池的偏壓測試問題，因此測試多結(jié)電池我們要配有功能強(qiáng)大的偏置光附件，既能夠滿足光譜范圍的需求，又能夠?qū)鈴?qiáng)的要求。我們設(shè)計(jì)的單光源雙路可調(diào)偏置光正可滿足多結(jié)電池的測試需求，偏置光不僅實(shí)現(xiàn)了兩路光能夠各自調(diào)節(jié)光強(qiáng)，同時(shí)根據(jù)測試電池的不同，可選配不同的濾光片。
功能全面高效的軟件：
軟件集量子效率測試、反射率測試、內(nèi)量子效率測試三測試功能于一體，自動(dòng)計(jì)算畫圖，強(qiáng)大的圖表處理能力，方便用戶修改、標(biāo)記測試曲線。多種格式輸出保證了用戶處理數(shù)據(jù)的方便使用。一鍵式參數(shù)文件保存功能不僅方便存貯測試數(shù)據(jù)還能保留測試參數(shù)，方便分析實(shí)驗(yàn)。
圖六：功能強(qiáng)大的圖標(biāo)管理功能
特點(diǎn)總結(jié)：
1、實(shí)現(xiàn)內(nèi)外量子效率同步測試
2、雙光源測試，契合IEC標(biāo)準(zhǔn)，提高測試準(zhǔn)確性
3、雙路可調(diào)偏置光，輕松實(shí)現(xiàn)三節(jié)電池測試
4、功能強(qiáng)大的測試軟件
