“中國臺灣光焱-太陽能電池量子效率測試系統SCS100”詳細介紹

系統采用符合**IEC60904標準的雙光源配置，采用氙燈和溴鎢燈來覆蓋太陽光譜的整個范圍。無論是氙燈還是溴鎢燈，都可以提供超高的光強穩定性，從而保證系統測試結果的高重復性。

SCS100全功能型太陽能電池量子效率測試系統功能

適用電池：全系列太陽能電池

光譜范圍：300－1100nm，可擴展至1700nm

可測量參數：光譜響應度、外量子效率、光子電子轉換效率、內量子效率、反射率、透射率、積分短路電流密度、光束誘導電流、量子效率制圖、反射率制圖、光束誘導電流制圖

可測樣品尺寸：156mmX156mm

可測樣品模式：交、直流測試法、交、直流偏置光測試法

SCS100全功能型太陽能電池量子效率測試系統特點

1．全光譜太陽光模擬，雙光源切換可選，高光強穩定性

系統采用符合**IEC60904標準的雙光源配置，采用氙燈和溴鎢燈來覆蓋太陽光譜的整個范圍。無論是氙燈還是溴鎢燈，都可以提供超高的光強穩定性，從而保證系統測試結果的高重復性。當不同的波段光譜測量時，選擇合適的光源波長與相匹配的標準探測器，可以**限度的優化太陽能電池量子效率的測試結果。

2．高重復性測試結果

系統從光源的穩定性、單色儀的波長準確性與重復性、*的光路設計、樣品的加持、數據的采集方式上確保測試結果的高重復性。

5次每次間隔1小時的測試結果與全波段重復性測試

3．窗口化軟件設計

在系統軟件設計中，將實用的儀器控制部分匯總到一個界面，將實用的儀器參數設置部分匯總到另一個界面，從而**限度的將控制操作簡化，實現一鍵運行。

儀器參數設置可以按照不同樣品的測試需求保存為獨立的配置文件并導出，從而實現快速還原與測試的功能，隨時調出原有保留的參數設置。同樣配置的不同系統之間也可以統一相互調用。

系統軟件可以準確得到理論積分電流密度值，并按照需求保存原始數據，支持ASCII、Excel、XML等多種格式數據導出。以便使用主流數據處理軟件調用，方便后續數據處理與分析。

4．快速Mapping功能

快速Mapping功能包括：

1）量子效率Mapping功能

2）反射率Mapping功能

3）光束誘導電流（LBIC）功能

該功能針對100mmX100mm以上的較大面積的成品太陽能電池片，用戶可以從Mapping功能獲得的數據中得到關于電池片的少子擴散情況、電池片缺陷分布等信息。

上圖顯示6寸單晶硅電池IQE mapping，樣品右上角IQE數值明顯低于其他區域，因為那里有肉眼無法直接觀察到的缺陷。

上圖顯示單晶硅電池的反射率mapping，均勻度明顯不好，這顯示出酸洗過程中酸液有殘留，影響了整個電池的反射率均勻性。

上述Mapping數據是在同一個電池片上用400nm、650nm和950nm三個波長做QE（LBIC）掃描得到的。650nm和950nm的掃描數據顯示電池具有良好的均勻性，但400nm掃描數據上，我們發現電池邊緣有不均勻區域。

太陽電池量子效率測試系統可測量全系列太陽能電池，主要包含如下：晶體硅太陽電池測試、非晶硅薄膜太陽電池測試、染料敏化太陽電池測試、銅銦鎵硒太陽電池測試、III－V族多元化合物太陽電池測試、有機太陽電池測試。現列舉太陽能量子效率測試案例如下：

1．晶體硅太陽電池測試

晶體硅太陽電池目前主要包括單晶硅、多晶硅電池，其特點是性能穩定、市場化工藝成熟，常規樣品尺寸為125mm或156mm的方形電池片。目前QE系統用于工業化產品檢測的主要是針對此類應用，可通過內外量子效率、反射率等參數分析電池片性能和均勻性，有助于成品效率提升。針對此類應用，選擇快速Mapping掃描功能，可以提供和分析快速mapping測試可以提供缺陷相關LBIC影像圖。晶體硅太陽電池通常測試外量子效率、反射率、內量子效率以及表面均勻性（mapping掃描）。

樣品概述：

晶體硅電池

156mm＊156mm

測試條件：

光譜范圍：300～1100nm

測試光斑：Φ10mm

調制頻率：170Hz

時間常數：100ms

環境溫度：25±1℃

Mapping測試條件

室溫掃描步長1mm 掃描時間5min

測試波長550nm。

測量項目：

光譜響應度、外量子效率、反射率、內量子效率、短路電流密度。

2．非晶硅薄膜太陽電池測試

非晶硅薄膜太陽電池是目前市場上少數具有能力挑戰晶體硅電池主流地位的電池種類。它的主要特點是成本低廉，非常有利于太陽能的普及。

非晶硅薄膜太陽電池可以分為單結、雙結和三結等，每一個PN結都可以看做一個子電池。因此在測量時應注意采用偏置光進行配合才能得到正確的結果。

非晶硅薄膜太陽電池通常測量外量子效率，多結電池需要測每個PN結的量子效率和短路電流密度。

三結非晶硅薄膜太陽電池結構

非晶硅薄膜太陽電池樣品實物圖

樣品概述多結薄膜電池（非晶／微晶／微晶鍺硅）

100mm＊100mm

測試條件：光譜范圍：300～1100nm

測試光斑：Φ2．5mm

調制頻率：180Hz

時間常數：300ms

藍光、紅光偏置

環境溫度：25±1℃

測量項目：子電池的外量子效率、短路電流密度