SolarCellScan 10-Film 大面积薄膜太阳能电池量子效率测量系统

SolarCellScan 10-Film是一款用于大面积太阳能电池光谱响应和量子效率测试的实验平台。它采用光纤输出，结合大行程三维位移台。可以实现对 大500mm*500mm面积的各种材料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、扩散长度、短路电流密度测量等参数的自动量测功能。

主要特点：

■ 全光谱太阳光模拟（300~2000nm），测试的光伏材料拓展至近红外

■ 单色光源可选择氙灯、钨灯

■ 偏置光路适合多结及多层膜电池测量

■ 一键式全自动多结电池测试功能

■ 快速Mapping扫描功能，<30min（156mmX156mm，1mm step）

■ 一体化设计操作更方便，系统更稳定

■ 提供完善的QE/IPCE分析手段

■ 提供LBIC高分辨率多波长激光模块功能选项

 （分辨率<250um，波长405nm、532nm、650nm、808nm、845nm、980nm）

 

根据IEC推荐标准，对太阳电池进行光谱响应测试，紫外区推荐使用氙灯（<400nm），而对可见与近红外区则推荐使用钨灯光源。系统有150W氙灯、150W溴钨灯和氙灯钨灯复和光源三种模式可选，满足您的各种测试需求。

 

系统提供偏置光源附件。偏置光源是太阳能电池量子效率测量时的有用附件，它提供给样品一个用户可调节的测试环境。在开放式的偏置光路上，系统预留了若干光学元件夹持器，用户可以根据测量需要自行加装衰减片、滤光片等，也可搭配六档自动滤光片轮安装不同的滤光片实现多结太阳电池的自动测量。多结太阳电池的用户强烈建议选配偏置光源附件

在某些情况下，改变偏置光强度可以实现对电池缺陷的分析。例如，如上图所示为一个低效率CIGS的在不同偏置光下的QE曲线。改变偏置光的强度850nm区域的QE发生变化，说明在CdS/CIGS界面有一个导带偏移（“尖峰”）。这种耗尽层会阻止光生电子的产生，除非是在CdS界面吸收足够多的蓝光光子以降低界面耗尽层的影响。而下图的实验偏置光的作用更加明显，说明在CdS/CIGS界面存在另一个较大的耗尽层，插图中的IV曲线也说明了这个耗尽层的存在。

通过对偏置光增加不同的滤光片可实现多结电池的测试，如下图所示分别为双结与三结电池的QE曲线。搭配六档自动滤光片轮，系统可实现对多结电池的全自动测试。

在偏置光使用700nm高通滤光片实现对 结的QE曲线的测试；使用500nm低通滤光片实现对第二结的测试；使用900nm低通滤光片则实现对第三结的测试。InGaP/GaAs/GE

蓝光结测试对偏置光使用800nm高通滤光片，红光结则对偏置光使用500nm低通滤光片。

 

   采用自主研发的高灵敏度数据采集系统，可以分别实现AC与DC两种模式的快速Mapping功能，并可一次扫描同时得到QE（LBIC）、反向率、内量子效率、DL（Diffission Length）的Mapping数据。针对高分辨率应用，更换多波长激光光源和聚焦系统可实现<250um分辨率的Mapping。

LBIC-125mmX125mm-400nm

LBIC-125mmX125mm-650nm

LBIC-125mmX125mm-950nm

 

 

    以上三组Mapping数据分别为用400nm、650nm和950nm对同一电池片进行的QE/LBIC（Light Beam Induced Current）扫描。用650nm和950nm扫描结果显示电池片的均匀性较好，而400nm的数据则在样品的边缘部分呈现明显的不均匀性。这是由于不同波长激发片在样品中的穿透深度不同，蓝光的穿透深度较浅，较容易反映出材料在制备过程中的问题。而长波长的光由于穿透深度较深，适合于对扩散长度的计算。

Reflectivity-125mmX125mm-550nm

上图为单晶硅电池反射率的mapping数据，呈现出明显的不均匀性，反映了电池在酸洗过程中，对酸液清洗不完整，影响了制绒后的反射率的均匀性。

IQE-160mmX160mm-550nm

上图为对6吋单晶硅样品进行的IQE mapping数据，可以明显看到在右上角部分和底部部分区域效率效低，存在缺陷。

 

积累10年自动平台设计生产制造经验，针对大面积薄膜电池设计两维各500mm扫描范围，光斑大小通过聚焦离焦自动可调，完全满足QE测试使用需求，可任意定位单点测量QE曲线，可自定义扫描兼具完成QE Mapping测量，自动平台扫描控制使用卓立自主研发高速程序与硬件，结合高速数据采集，可以实现0.5mm间距条件下，每秒可扫描20点的高速扫描，对制程品质监控提供 快速的分析手段。