卓立漢光推出SCS10-FILM太陽能光伏薄膜電池專用測試系統

2025-10-21 北京卓立漢光儀器有限公司580

　　隨著地球能源的不斷枯竭，太陽能越來越受到人類的重視，太陽能光伏電池的研究也得到了空前的發展，目前的太陽能光伏電池主要以晶體硅電池為主，但隨著科學的進步，研究的不斷深入，越來越多的高效節能電池被開發使用，其中以薄膜電池為翹楚。薄膜電池以其高效、低耗、大面積電池等特點廣泛受到人們的關注。薄膜太陽能電池的形態各異，結構也是多種多樣，這對研究薄膜電池帶來了不小的麻煩。在制造過程中我們不僅要了解電池的轉化效率等直觀因素，為了更好的提高工藝制造出更高效的太陽能光伏電池，我們更要深入了解電池的內部光電轉化過程及其影響因素。在眾多因素當中IV特性曲線和量子效率曲線圖無疑是重中之重。

　　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目與照射在太陽能電池表面一定能量的光子數目的比率。研究量子效率對了解電池內部光電轉化有著重要意義。

　　早在2009年期間我公司在中科院張建民老師的帶領下就研發試制了國內首臺一體化自動測試量子效率系統，：SCS100測試系統。產品一經推出就受到了國內外太陽能研究人士的青睞。隨著在太陽能電池測試領域經驗不斷地積累，公司今年上半年又推出了全新一代產品，SCS10-FILM薄膜電池專用測試系統。

　　系統針對薄膜電池的特點，加入了單光源雙路可調偏置光，最大輸出能夠達到一個太陽強度。為了適應薄膜電池的寬光譜，光譜測試范圍覆蓋了0.3～1.70μm光譜帶，并編寫了功能強大的測試軟件，不僅實現了自動計算量子效率曲線，而且能夠計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。同時系統還實現了漫反射測試和量子效率測試同步測試的功能，更加準確的計算電池的內量子效率。

　　圖三：系統整體圖

　　先進的光源配置：

　　系統的測試光源由鹵素燈和氙燈光源兩種燈源構成，這樣，補償鹵素燈在紫外區能量不足的問題，又能解決氙燈光源在近紅外有很多尖銳波峰的問題，實現了整個測試范圍內的光源光譜平滑，有效增加了洗系統的穩定性。

　　圖四：普通鹵素燈的光譜圖

　　圖五：普通氙燈的光譜圖

　　獨特的測試光路設計：

　　大部分的量子效率測試系統都受困于量子效率測試點和反射率測試點不能夠實現位置的重復定位，導致兩參數測試在不同位置，這對于均與性不是很高的樣品或高精度測試的試驗中影響很大，本系統通過獨特的光纖輸出反射聚焦結構實現了反射率和量子效率同時同地測量的方式，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，如果采用傳統的投射聚焦方式進行測試，當測試到紅外區時，因不同波長折射率不同的緣故聚焦光斑開始擴散，而紅外區有是不可見的，因為會對測試帶來極大的不確定因素。

　　強大的偏置光配置：

　　為了提高太陽能電池的轉化效率，我們可以擴展電池的光譜響應范圍以接受更多的太陽能，從而提高轉化率，因此多節電池孕育而生。然而測試多結電池要比普通電池復雜得多，我們不僅要考慮多結電池的最小限流問題，還要考慮電池的偏壓測試問題，因此測試多結電池我們要配有功能強大的偏置光附件，既能夠滿足光譜范圍的需求，又能夠對光強的要求。我們設計的單光源雙路可調偏置光正可滿足多結電池的測試需求，偏置光不僅實現了兩路光能夠各自調節光強，同時根據測試電池的不同，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、內量子效率測試三測試功能于一體，自動計算畫圖，強大的圖表處理能力，方便用戶修改、標記測試曲線。多種格式輸出保證了用戶處理數據的方便使用。一鍵式參數文件保存功能不僅方便存貯測試數據還能保留測試參數，方便分析實驗。