量子效率（QE）測(cè)試儀是評(píng)估光伏電池性能的關(guān)鍵工具，特別適用于復(fù)雜的鈣鈦礦/Si疊層電池。該設(shè)備通過(guò)高精度的光源和先進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù)，確保測(cè)量的準(zhǔn)確性和重復(fù)性。美能QE量子效率測(cè)試儀能夠模擬自然光譜，適應(yīng)不同的研究需求，并提供精確的量子效率值，是研究和工業(yè)應(yīng)用的理想選擇。

QE量子效率測(cè)試儀的工作原理

量子效率（Quantum Efficiency, QE）是衡量太陽(yáng)能電池對(duì)入射光響應(yīng)程度的一個(gè)重要參數(shù)，它反映了太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換能力。量子效率定義為收集到的電荷載體數(shù)量與入射光子數(shù)量之比。在太陽(yáng)能電池的研究和應(yīng)用中，提高量子效率是提升光電轉(zhuǎn)換效率的關(guān)鍵。

QE光譜吸收閾值的Sigmoid波長(zhǎng)和能量范圍

量子效率測(cè)試儀（QE）是一種用于測(cè)量光電探測(cè)器在特定波長(zhǎng)下的光電轉(zhuǎn)換效率的設(shè)備。在量子效率測(cè)試儀的工作過(guò)程中，單色儀將來(lái)自光源的白光分解為具有不同波長(zhǎng)的單色光。這些單色光接著通過(guò)斬波器轉(zhuǎn)換成脈沖光。當(dāng)這些不同波長(zhǎng)的脈沖單色光照射到太陽(yáng)能電池樣品上時(shí)，電池會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的脈沖光電流。接下來(lái)，使用鎖相放大器來(lái)接收并放大這些微弱的脈沖光電流信號(hào)。為了進(jìn)行精確測(cè)量，還需要測(cè)試一個(gè)已知量子效率值的標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)能電池所產(chǎn)生的脈沖光電流信號(hào)。通過(guò)比較這兩個(gè)信號(hào)，我們可以精確計(jì)算出待測(cè)樣品的量子效率值。這種方法不僅提高了信號(hào)的信噪比，還確保了測(cè)量的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。

工作原理示意圖

QE量子效率測(cè)試儀的系統(tǒng)在鈣鈦礦/Si 疊層電池應(yīng)用

由于鈣鈦礦/Si疊層電池的結(jié)構(gòu)特殊性，其QE測(cè)試需要分結(jié)進(jìn)行，即照射一個(gè)偏置光，導(dǎo)通其中一個(gè)，使之成為導(dǎo)線(xiàn)，測(cè)試另一個(gè)。

光照條件的控制：根據(jù)，硅基-鈣鈦礦疊層太陽(yáng)能電池的研究表明，通過(guò)合理的光吸收分配和光管理策略可以有效提高器件效率。因此，在進(jìn)行量子效率測(cè)試時(shí)，應(yīng)確保光源能夠均勻覆蓋整個(gè)測(cè)試區(qū)域，并且能夠模擬自然光譜或其他特定光譜以適應(yīng)不同的研究需求。

頂部鈣鈦礦測(cè)量:

頂部受光時(shí)，配850nm 長(zhǎng)通濾片，調(diào)節(jié)最佳偏置光光強(qiáng)。偏置光強(qiáng)度較弱時(shí)，產(chǎn)生的光生載流子不足以填滿(mǎn)陷阱，測(cè)量值偏小。

偏置光強(qiáng)度較大時(shí)，產(chǎn)生的光生載流子積累造成P區(qū)電子擴(kuò)散系數(shù)增大，飽和電流密度增加，測(cè)得的EQE比真實(shí)小。

底部硅測(cè)量:

配550nm 短通濾片，頂部受光，調(diào)節(jié)最佳偏置光光強(qiáng)

由于載流子從頂部結(jié)轉(zhuǎn)移到底部結(jié)， 頂部鈣鈦礦在光照下會(huì)有一個(gè)光生電壓，這個(gè)電壓對(duì)Si結(jié)的電流起阻礙作用，因此，須要在電壓兩端加偏置電壓。在測(cè)試過(guò)程中須逐漸改變偏置電壓，尋找最佳偏置電壓點(diǎn)。

量子效率測(cè)試儀

• 兼容所有類(lèi)型的光伏電池

• 四結(jié)電池測(cè)試（偏光/偏壓模式）

• EQE測(cè)量重復(fù)精度：

• 小光斑：300nm-400nm＜0.5%；400nm-1800nm＜0.25%

• 大光斑：300nm-400nm，1000nm-1800nm＜1%，400nm-1000nm ＜0.5%；

• 反射率重復(fù)性:（小光斑）：300nm-400nm＜0.5%，400nm-1800nm＜0.25%

• 短路電流密度重復(fù)性：＜0.1%

• 光學(xué)穩(wěn)定度≤0.2% @550nm

量子效率測(cè)試儀在光伏電池性能評(píng)估中扮演著不可或缺的角色。通過(guò)精確模擬自然光譜和利用先進(jìn)的光電技術(shù)，該設(shè)備不僅能提供高精度的測(cè)試結(jié)果，還能適應(yīng)各種復(fù)雜的電池結(jié)構(gòu)，。隨著光伏技術(shù)的快速發(fā)展，美能量子效率測(cè)試儀將繼續(xù)為研究和產(chǎn)業(yè)界提供可靠支持，助力太陽(yáng)能電池效率的持續(xù)提升和技術(shù)革新。