大面積薄膜太陽能電池量子效率測量系統(tǒng)SolarCellScan 10-Film-北京卓立漢光儀器有限公司

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大面積薄膜太陽能電池量子效率測量系統(tǒng)

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

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產(chǎn)品介紹

在市場硅原材料持續(xù)緊張的背景下，薄膜太陽電池已成為光伏市場發(fā)展的新趨勢和新熱點。與傳統(tǒng)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能電池成為可能。

SolarCellScan 10-Film是一款用于大面積太陽能電池光譜響應(yīng)和量子效率測試的實驗平臺。它采用光纖輸出，結(jié)合大行程三維位移臺。可以實現(xiàn)對大500mm*500mm面積的各種材料太陽能電池的光譜響應(yīng)度、外量子效率、內(nèi)量子效率、反射率、表面均勻度、擴散長度、短路電流密度測量等參數(shù)的自動量測功能。

主要特點：

■ 全光譜太陽光模擬（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(jié)及多層膜電池測量

■ 一鍵式全自動多結(jié)電池測試功能

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

■ 一體化設(shè)計操作更方便，系統(tǒng)更穩(wěn)定

■ 提供完善的QE/IPCE分析手段

■ 提供LBIC高分辨率多波長激光模塊功能選項

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

氙燈、鎢燈以及自動氙燈鎢燈復(fù)合光源可選

根據(jù)IEC推薦標(biāo)準(zhǔn)，對太陽電池進行光譜響應(yīng)測試，紫外區(qū)推薦使用氙燈（<400nm），而對可見與近紅外區(qū)則推薦使用鎢燈光源。系統(tǒng)有150W氙燈、150W溴鎢燈和氙燈鎢燈復(fù)和光源三種模式可選，滿足您的各種測試需求。

多功能的偏置光附件

系統(tǒng)提供偏置光源附件。偏置光源是太陽能電池量子效率測量時的有用附件，它提供給樣品一個用戶可調(diào)節(jié)的測試環(huán)境。在開放式的偏置光路上，系統(tǒng)預(yù)留了若干光學(xué)元件夾持器，用戶可以根據(jù)測量需要自行加裝衰減片、濾光片等，也可搭配六檔自動濾光片輪安裝不同的濾光片實現(xiàn)多結(jié)太陽電池的自動測量。多結(jié)太陽電池的用戶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現(xiàn)對電池缺陷的分析。例如，如上圖所示為一個低效率CIGS的在不同偏置光下的QE曲線。改變偏置光的強度850nm區(qū)域的QE發(fā)生變化，說明在CdS/CIGS界面有一個導(dǎo)帶偏移（“尖峰”）。這種耗盡層會阻止光生電子的產(chǎn)生，除非是在CdS界面吸收足夠多的藍(lán)光光子以降低界面耗盡層的影響。而下圖的實驗偏置光的作用更加明顯，說明在CdS/CIGS界面存在另一個較大的耗盡層，插圖中的IV曲線也說明了這個耗盡層的存在。

通過對偏置光增加不同的濾光片可實現(xiàn)多結(jié)電池的測試，如下圖所示分別為雙結(jié)與三結(jié)電池的QE曲線。搭配六檔自動濾光片輪，系統(tǒng)可實現(xiàn)對多結(jié)電池的全自動測試。

在偏置光使用700nm高通濾光片實現(xiàn)對結(jié)的QE曲線的測試；使用500nm低通濾光片實現(xiàn)對第二結(jié)的測試；使用900nm低通濾光片則實現(xiàn)對第三結(jié)的測試。InGaP/GaAs/GE

藍(lán)光結(jié)測試對偏置光使用800nm高通濾光片，紅光結(jié)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(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，可以分別實現(xiàn)AC與DC兩種模式的快速Mapping功能，并可一次掃描同時得到QE（LBIC）、反向率、內(nèi)量子效率、DL（Diffission Length）的Mapping數(shù)據(jù)。針對高分辨率應(yīng)用，更換多波長激光光源和聚焦系統(tǒng)可實現(xiàn)<250um分辨率的Mapping。

LBIC-125mmX125mm-400nm

LBIC-125mmX125mm-650nm

LBIC-125mmX125mm-950nm

以上三組Mapping數(shù)據(jù)分別為用400nm、650nm和950nm對同一電池片進行的QE/LBIC（Light Beam Induced Current）掃描。用650nm和950nm掃描結(jié)果顯示電池片的均勻性較好，而400nm的數(shù)據(jù)則在樣品的邊緣部分呈現(xiàn)明顯的不均勻性。這是由于不同波長激發(fā)片在樣品中的穿透深度不同，藍(lán)光的穿透深度較淺，較容易反映出材料在制備過程中的問題。而長波長的光由于穿透深度較深，適合于對擴散長度的計算。

Reflectivity-125mmX125mm-550nm

上圖為單晶硅電池反射率的mapping數(shù)據(jù)，呈現(xiàn)出明顯的不均勻性，反映了電池在酸洗過程中，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吋單晶硅樣品進行的IQE mapping數(shù)據(jù)，可以明顯看到在右上角部分和底部部分區(qū)域效率效低，存在缺陷。

人性化的樣品臺設(shè)計

積累10年自動平臺設(shè)計生產(chǎn)制造經(jīng)驗，針對大面積薄膜電池設(shè)計兩維各500mm掃描范圍，光斑大小通過聚焦離焦自動可調(diào)，*QE測試使用需求，可任意定位單點測量QE曲線，可自定義掃描兼具完成QE Mapping測量，自動平臺掃描控制使用卓立自主研發(fā)高速程序與硬件，結(jié)合高速數(shù)據(jù)采集，可以實現(xiàn)0.5mm間距條件下，每秒可掃描20點的高速掃描，對制程品質(zhì)監(jiān)控提供快速的分析手段。

系統(tǒng)規(guī)格：

項目	指標(biāo)和說明
光源	150W氙燈光纖輸出,光學(xué)穩(wěn)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
波長范圍	300nm～2000nm
波長準(zhǔn)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
輸出波長帶寬	<5 nm
多級光譜濾除裝置	根據(jù)波長自動切換，消除多級光譜的影響
光調(diào)制頻率	4 - 400 Hz
標(biāo)準(zhǔn)探測器	標(biāo)配標(biāo)準(zhǔn)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(shù)據(jù)采集裝置靈敏度	直流模式：100nA；交流模式：2nV
測量重復(fù)精度	對太陽光譜曲線積分重復(fù)性在±1%以內(nèi)
測量速度	單次光譜響應(yīng)掃描<1min，IPCE完整測試<5min （步長5nm）
X Y 自動工作臺	300x300mm 或 500x500mm
單波長 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