量子效率測試儀是用于測量各種太陽電池的光譜響應(yīng)、量子效率、反射率、短路電流密度等指標的測試儀器,是太陽電池結(jié)構(gòu)分析和電性能參數(shù)校準的重要測試設(shè)備。主要包括:光源、斬波器、單色儀/濾光片輪、偏置光光源、鎖相放大器、前置放大器、控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)記錄和處理軟件等。太陽電池量子效率測試儀測量原理是用強度可調(diào)的偏置光照射太陽電池,模擬其不同的工作狀態(tài),同時測量太陽電池在不同波長的單色光照射下產(chǎn)生的短路電流,從而得到太陽電池的光譜響應(yīng)。
光學基本原理Frank定律:對于理想分子,激發(fā)態(tài)分子不發(fā)生形狀變化,則激發(fā)態(tài)與基態(tài)有同樣的平衡核間距,這時可能是發(fā)生由基態(tài)的振動能級向激發(fā)態(tài)的振動能級躍遷(稱為0-0躍遷)(t:10-7-10-9s,激發(fā)時間短,來不及改變方向)
量子效率測試儀計量特性包括:單色光光斑不均勻性、偏置光光斑不均勻性、偏置光光譜匹配度、相對光譜響應(yīng)測量示值誤差、光譜響應(yīng)測量重復性、短路電流測量示值誤差、反射率測量示值誤差、波長示值誤差、光譜帶寬、溫控平臺示值誤差、穩(wěn)定性和均勻性。
量子效率測試儀常用術(shù)語及計量單位:
1、光譜響應(yīng)(光譜靈敏度)Spectral Response(Spectral Sensitivity)
指各個波長上,單位輻照度所產(chǎn)生的短路電流密度與波長的函數(shù)關(guān)系。
2、絕對光譜響應(yīng)(絕對光譜靈敏度)Absolute Spectral Response(Absolute Spectral Sensitivity)
指在規(guī)定的波長上,短路電流密度與輻照度之比。
3、相對光譜響應(yīng)(相對光譜靈敏度)Relative Spectral Response(Relative Spectral Sensitivity)它是以某一特定的波長(通常是以光譜響應(yīng)值)進行歸一化的光譜響應(yīng)。
4、偏置光Bias Light
以單色光照射到太陽電池表面進行光譜響應(yīng)測試時,為了模擬太陽電池的實際工作環(huán)境,有時附加一個模擬陽光照射到太陽電池表面,這個附加光照稱為偏置光。
5、AM1.5G條件AM1.5G Condition
標定和測試地面用(大氣質(zhì)量AM(Air Mass)=1.5G)太陽電池所規(guī)定的太陽的輻照度和光譜分布。
6、光譜匹配度Spectral Match
模擬或自然光源的光譜輻照度分布相對于AM1.5G參考太陽光譜輻照度分布的匹配程度。