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大面積薄膜太陽(yáng)能電池量子效率測量系統

  • 產(chǎn)品型號：SolarCellScan 10-Film
  • 產(chǎn)品時(shí)間：2024-05-19
  • 簡(jiǎn)要描述：卓立漢光研發(fā)生產(chǎn)的大面積薄膜太陽(yáng)能電池量子效率測量系統為 新產(chǎn)品，作為一款太陽(yáng)能電池量子效率檢測系統，與以往不同的是其采用薄膜太陽(yáng)能電池，是一款用于大面積太陽(yáng)能電池光譜響應和量子效率測定大的實(shí)驗平臺。

  • 產(chǎn)品介紹

        在市場(chǎng)硅原材料持續緊張的背景下，薄膜太陽(yáng)電池已成為光伏市場(chǎng)發(fā)展的新趨勢和新熱點(diǎn)。與傳統的單晶、多晶硅電池的制備工藝不同，制備大面積的薄膜太陽(yáng)能電池成為可能。

SolarCellScan 10-Film是一款用于大面積太陽(yáng)能電池光譜響應和量子效率測試的實(shí)驗平臺。它采用光纖輸出，結合大行程三維位移臺?？梢詫?shí)現對 大500mm*500mm面積的各種材料太陽(yáng)能電池的光譜響應度、外量子效率、內量子效率、反射率、表面均勻度、擴散長(cháng)度、短路電流密度測量等參數的自動(dòng)量測功能。
主要特點(diǎn)：
■ 全光譜太陽(yáng)光模擬（300~2000nm），測試的光伏材料拓展至近紅外
■ 單色光源可選擇氙燈、鎢燈
■ 偏置光路適合多結及多層膜電池測量
■ 一鍵式全自動(dòng)多結電池測試功能
■ 快速Mapping掃描功能，<30min（156mmX156mm，1mm step）
■ 一體化設計操作更方便，系統更穩定
■ 提供完善的QE/IPCE分析手段
■ 提供LBIC高分辨率多波長(cháng)激光模塊功能選項
 （分辨率<250um，波長(cháng)405nm、532nm、650nm、808nm、845nm、980nm）
 
氙燈、鎢燈以及自動(dòng)氙燈鎢燈復合光源可選
根據IEC推薦標準，對太陽(yáng)電池進(jìn)行光譜響應測試，紫外區推薦使用氙燈（<400nm），而對可見(jiàn)與近紅外區則推薦使用鎢燈光源。系統有150W氙燈、150W溴鎢燈和氙燈鎢燈復和光源三種模式可選，滿(mǎn)足您的各種測試需求。
 
多功能的偏置光附件
系統提供偏置光源附件。偏置光源是太陽(yáng)能電池量子效率測量時(shí)的有用附件，它提供給樣品一個(gè)用戶(hù)可調節的測試環(huán)境。在開(kāi)放式的偏置光路上，系統預留了若干光學(xué)元件夾持器，用戶(hù)可以根據測量需要自行加裝衰減片、濾光片等，也可搭配六檔自動(dòng)濾光片輪安裝不同的濾光片實(shí)現多結太陽(yáng)電池的自動(dòng)測量。多結太陽(yáng)電池的用戶(hù)強烈建議選配偏置光源附件
在某些情況下，改變偏置光強度可以實(shí)現對電池缺陷的分析。例如，如上圖所示為一個(gè)低效率CIGS的在不同偏置光下的QE曲線(xiàn)。改變偏置光的強度850nm區域的QE發(fā)生變化，說(shuō)明在CdS/CIGS界面有一個(gè)導帶偏移（“尖峰”）。這種耗盡層會(huì )阻止光生電子的產(chǎn)生，除非是在CdS界面吸收足夠多的藍光光子以降低界面耗盡層的影響。而下圖的實(shí)驗偏置光的作用更加明顯，說(shuō)明在CdS/CIGS界面存在另一個(gè)較大的耗盡層，插圖中的IV曲線(xiàn)也說(shuō)明了這個(gè)耗盡層的存在。
通過(guò)對偏置光增加不同的濾光片可實(shí)現多結電池的測試，如下圖所示分別為雙結與三結電池的QE曲線(xiàn)。搭配六檔自動(dòng)濾光片輪，系統可實(shí)現對多結電池的全自動(dòng)測試。
在偏置光使用700nm高通濾光片實(shí)現對 結的QE曲線(xiàn)的測試；使用500nm低通濾光片實(shí)現對第二結的測試；使用900nm低通濾光片則實(shí)現對第三結的測試。InGaP/GaAs/GE
藍光結測試對偏置光使用800nm高通濾光片，紅光結則對偏置光使用500nm低通濾光片。
 
快速Mapping功能
   采用自主研發(fā)的高靈敏度數據采集系統，可以分別實(shí)現AC與DC兩種模式的快速Mapping功能，并可一次掃描同時(shí)得到QE（LBIC）、反向率、內量子效率、DL（Diffission Length）的Mapping數據。針對高分辨率應用，更換多波長(cháng)激光光源和聚焦系統可實(shí)現<250um分辨率的Mapping。
LBIC-125mmX125mm-400nm
LBIC-125mmX125mm-650nm
LBIC-125mmX125mm-950nm
 
 
    以上三組Mapping數據分別為用400nm、650nm和950nm對同一電池片進(jìn)行的QE/LBIC（Light Beam Induced Current）掃描。用650nm和950nm掃描結果顯示電池片的均勻性較好，而400nm的數據則在樣品的邊緣部分呈現明顯的不均勻性。這是由于不同波長(cháng)激發(fā)片在樣品中的穿透深度不同，藍光的穿透深度較淺，較容易反映出材料在制備過(guò)程中的問(wèn)題。而長(cháng)波長(cháng)的光由于穿透深度較深，適合于對擴散長(cháng)度的計算。
Reflectivity-125mmX125mm-550nm
上圖為單晶硅電池反射率的mapping數據，呈現出明顯的不均勻性，反映了電池在酸洗過(guò)程中，對酸液清洗不完整，影響了制絨后的反射率的均勻性。
IQE-160mmX160mm-550nm
上圖為對6吋單晶硅樣品進(jìn)行的IQE mapping數據，可以明顯看到在右上角部分和底部部分區域效率效低，存在缺陷。
 
人性化的樣品臺設計
積累10年自動(dòng)平臺設計生產(chǎn)制造經(jīng)驗，針對大面積薄膜電池設計兩維各500mm掃描范圍，光斑大小通過(guò)聚焦離焦自動(dòng)可調，*QE測試使用需求，可任意定位單點(diǎn)測量QE曲線(xiàn)，可自定義掃描兼具完成QE Mapping測量，自動(dòng)平臺掃描控制使用卓立自主研發(fā)高速程序與硬件，結合高速數據采集，可以實(shí)現0.5mm間距條件下，每秒可掃描20點(diǎn)的高速掃描，對制程品質(zhì)監控提供 快速的分析手段。
 
 
 
 
 
 
系統規格：

項   目
指標和說(shuō)明
光源
150W氙燈光纖輸出,光學(xué)穩定度≦0.8%，可工作在斬波模式,
測試光斑尺寸
3mm~10mm
單色儀
三光柵DSP掃描單色儀
波長(cháng)范圍
300nm～2000nm
波長(cháng)準確度
a） ±0.3nm（1200g/mm,300nm） 
b） ±0.6nm（600g/mm,500nm）
c） ±0.8nm（300g/mm,1250nm）
掃描間隔
小可至0.1nm
輸出波長(cháng)帶寬
<5 nm
多級光譜濾除裝置
根據波長(cháng)自動(dòng)切換，消除多級光譜的影響
光調制頻率
4 - 400 Hz
標準探測器
標配標準硅探測器，InGaAs探測器,含校正報告
偏置光源
150W Xenon Lamp 光纖輸出
數據采集裝置靈敏度
直流模式：100nA；交流模式：2nV
測量重復精度
對太陽(yáng)光譜曲線(xiàn)積分重復性在±1%以?xún)?/span>
測量速度
單次光譜響應掃描<1min，IPCE完整測試<5min （步長(cháng)5nm）
X Y 自動(dòng)工作臺
300x300mm 或 500x500mm
單波長(cháng) QE Mapping
速度：20 Point/Second @ 0.5 mm Step

 
 
選型表

SCS10-X150-F300
150W Xenon arc lamp for probe source, optical stability ≦0.8%, Adjust mechanism: It can easy remove chopper from probe light
a）  ± 0.3nm;1200g/mm, blaze 300nm （1st grating）
b）  ± 0.6nm;600g/mm, blaze 500nm （2nd grating）
c）  ± 0.8nm;300g/mm, blaze 1250nm （3rd grating）
6 Position Filter Wheel（200-2000nm）
DC mode（Data Acquisition System with Pre Amplifier ）
AC mode（ Lock-In Amplifier ）
Chopper
Short current preamplifier
Calibrated Si Detector
Calibrated InGaAs Detector
150W Xenon Bias Light Source with fiber output, White bias light source, optical stability ≦0.8%, with 1 inch Filter Wheel
XY Stage for QE Uniformity Scanning, 300mm x300mm
SCS10-X150-F500
XY Stage for QE Uniformity Scanning, 500mm x500mm
SCS10-T150-F300
150W Tungsten-Halogen Light Source instead of Xenon 150W Light Source. XY Stage for QE Uniformity Scanning, 500mm x500mm
SCS10-T150-F500
150W Tungsten-Halogen Light Source instead of Xenon 150W Light Source. XY Stage for QE Uniformity Scanning, 500mm x500mm

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