1、太陽能電池量子效率,Quantum efficiency of a solar cell太陽能電池的量子效率是指太陽能電池的電荷載流子數(shù)目與照射在太陽能電池表面一定能量的光子數(shù)目的比率。因此，太陽能電池的量子效率與太陽能電池對照射在太陽能電池表面的各個波長的光的響應有關(guān)。太陽能電池的量子效率與光的波長或者能量有關(guān)。如果對于一定的波長，太陽能電池完全吸收了所有的光子，并且我們搜集到由此產(chǎn)生的少數(shù)載流子（例如，電子在P型材料上），那么太陽能電池在此波長的量子效率為1。對于能量低于能帶隙的光子，太陽能電池的量子效率為0。理想中的太陽能電池的量子效率是一個正方形，也就是說，對于測試的各個波長的太陽能電

2、池量子效率是一個常數(shù)。但是，絕大多數(shù)太陽能電池的量子效率會由于再結(jié)合效應而降低，這里的電荷載流子不能流到外部電路中。影響吸收能力的同樣的太陽能電池結(jié)構(gòu)，也會影響太陽能電池的量子效率。比如，太陽能電池前表面的變化會影響表面附近產(chǎn)生的載流子。并且，由于短波長的光是在非常接近太陽能電池表面的地方被吸收的，在前表面的相當多的再結(jié)合將會影響太陽能電池在該波長附近的太陽能電池量子效率。類似的，長波長的光是被太陽能電池的主體吸收的，并且低擴散深度會影響太陽能電池主體對長波長光的吸收能力，從而降低太陽能電池在該波長附近的太陽能電池量子效率。用稍微專業(yè)點的術(shù)語來說的話，綜合器件的厚度和入射光子規(guī)范的數(shù)目來說，太

3、陽能電池的量子效率可以被看作是太陽能電池對單一波長的光的吸收能力。太陽能電池量子效率，有時也被叫做IPCE，也就是太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率(Incident-Photon-to-electron Conversion Efficiency)。通常被提到的兩種太陽能電池量子效率：外量子效率(External Quantum Efficiency, EQE)，太陽能電池的電荷載流子數(shù)目與外部入射到太陽能電池表面的一定能量的光子數(shù)目之比。內(nèi)量子效率(Internal Quantum Efficiency, IQE)，太陽能電池的電荷載流子數(shù)目與外部入射到太陽能電池表面的沒有被太陽能電池反射回去的，沒有

4、透射過太陽能電池的，一定能量的光子數(shù)目之比。內(nèi)量子效率通常大于外量子效率。內(nèi)量子效率低則表明太陽能電池的活性層對光子的利用率低。外量子效率低也表明太陽能電池的活性層對光子的利用率低，但也可能表明光的反射、透射比較多。為了測試太陽能電池內(nèi)量子效率，首先得測試太陽能電池的外量子效率，然后測試太陽能電池的透射和反射，并且綜合這些測試數(shù)據(jù)，來得出內(nèi)量子效率。1. 主題內(nèi)容與適用范圍     本標準規(guī)定了測試太陽能電池光譜響應的基本要求、測試及數(shù)據(jù)處理方法。     本標準適用于太陽能電池相對光譜響應和絕對光譜響應的測試。2

5、. 原理     用各種波長不同的單色光分別照射太陽能電池時，由于光子能量不同以及太陽能電池對光的反射、吸收、光生載流子的收集效率等因素，在輻照度相同的條件下會產(chǎn)生不同的短路電流。以所測得的短路電流密度與輻照度之比即單位輻照度所產(chǎn)生的短路電流密度與波長的函數(shù)關(guān)系來測絕對光譜響應，以光譜響應的最大值進行歸一化的光譜響應來測相對光譜響應。     光譜響應特性包含了太陽能電池的許多重要信息，同時又與測試條件有密切關(guān)系。本標準規(guī)定，當用單色光測量太陽能電池的光譜響應時一般都要在模擬陽光的偏置光照射下進行側(cè)量，利用給定的陽

6、光光譜輻照度和按照規(guī)定正確測得的絕對光譜響應數(shù)據(jù)，能夠計算出標準條件下太陽能電池的短路電流密度：                 Jsc(AMN)=PAMN()Sa()d式中：PAMN()給定標準條件下大氣質(zhì)量為N的太陽光譜輻照度，W/m2m；Sa()太陽能電池絕對光譜響應，Aw     偏置光對光譜響應的影響程度隨太陽能電池的類型不同而不同。經(jīng)過實驗證明偏置光對光譜響應沒有明顯影響的太陽能電池，

7、測量時可以不加偏置光。3. 相對光譜響應的測試3. 1 基本要求3. 1. 1 一般采用調(diào)制光測量太陽能電池的光譜響應（見圖1）。     待測電池和取樣電阻之間用粗短導線連接，測量儀器要嚴格接地，測量過程中應避免電火花或其他雜散信號干擾。從單色器到斬波器之間的光路部分需用減反射的光密封箱密封。標準測試溫度規(guī)定為25。3. 1. 2 允許采用恒定光或脈沖光測量太陽能電池的光譜響應，但應注意把單色光光路、測試電池和輻照度探測器等用減反射的光密封箱嚴格密封并防止其他熱輻射干擾。雜散輻射強度應小于總輻射強度的0.1。只有經(jīng)過實驗證明偏置光對光譜響應沒有明顯影響

8、的太陽能電池才可以使用恒定光或脈沖光。3. 1. 3 當用不同的方法測量太陽能電池的光譜響應所得結(jié)果不一致時，應以調(diào)制光測量方法為仲裁方法。3. 2 測量裝置及設(shè)計3. 2. 1 光源3. 2. 1. l 光源可采用有足夠輻照度的鹵鎢燈、穩(wěn)態(tài)氙燈、脈沖燈或其他光源。3. 2. 1. 2 穩(wěn)態(tài)光源的供電電源一般使用直流穩(wěn)流源，要求輸出電流不穩(wěn)定度應每小時小于0.1%，直流電流紋波應不大于2。3. 2. 2 單色器3. 2. 2. 1 光柵單色器、棱鏡單色器或濾光片組等都能夠用作產(chǎn)生單色光的單色器，可根據(jù)實際情況選擇。3. 2. 2. 2光柵單色器各波長的帶寬是均勻的，但應注意消除二級光譜的影響。

9、3. 2. 2. 3 一般用鈉燈或其他燈校準單色器的波長讀數(shù)，波長刻度示值必須調(diào)節(jié)到與燈的標準波長譜線相一致。3. 2. 2. 4 使用窄帶濾光片組能夠獲得大面積均勻的光照平面。對于中心波長小于1000nm的濾光片，要求通帶半寬度小于18nm，背景小于1，應定期檢測濾光片的透光率曲線，濾光片組中濾光片中心波長的間距應不大于50nm ,短波和長波濾光片的中心波長應滿足測試太陽能電池光譜響應的要求。3. 2. 2. 5 使用光柵或棱鏡單色器時應力求光照均勻，光照面的大小應按照待測電池的需要調(diào)節(jié)，光照面應覆蓋待測電池。3. 2. 3 偏置光     偏置光是一

10、種非調(diào)制的恒定光，可用AM或AM1.5太陽模擬器作為光源。測量時偏置光與交變的單色光相疊加照射太陽能電池。為了便于控制待測電池的溫度，在偏置光與樣品之間應加上活動遮光板。3. 2. 4 斬波器     單色光束通過斬波器后成為交變的低頻信號，斬波頻率一般為32Hz。3. 2. 5 輻照度探測器     一般使用光譜響應已知的太陽能電池作為比對太陽能電池。用比對太陽能電池代替一般的輻照度探測器。也可以使用真空熱電偶、熱釋電輻射計等作為輻照度探測器。3. 2. 6 取樣電阻    

11、; 一般采用0.01級標準電阻器作為取樣電阻，接在待測電池的兩端，用測量取樣電阻上電壓降的方法測量短路電流，取樣電阻應取最小值，以便盡可能保證短路條件，一般可在0. 10. 8范圍內(nèi)選擇。3. 2. 7 鎖相放大器     鎖相放大器是光譜響應測量中的關(guān)鍵設(shè)備，要求工作穩(wěn)定、無漂移、線性好。3. 2. 8 樣品架     樣品架的設(shè)計應保證在測量過程中使待測電池和輻照度探測器處于相同位置，使用經(jīng)過校準的溫度計測量樣品架溫度，測量誤差應小于±1。3. 2. 9 光源輻照度監(jiān)測器  

12、60;  硅太陽能電池或光電二極管都可用作光源輻照度監(jiān)測器，一般設(shè)置在斬波器反光鏡一側(cè)，用來監(jiān)視光源輻照度的穩(wěn)定性。3. 2. 10 信號檢測     待測電池的短路電流和輻照度探測器的信號經(jīng)放大器放大后可直接用數(shù)字電壓表檢測。數(shù)字電壓表的準確度應不低于±0.1%（讀數(shù)）±1個字，也可以用微計算機自動記錄3. 2. 11 測量裝置設(shè)計     按照圖1將各部分裝配成完整的測量裝置，全套裝置的設(shè)計允許采用兩種形式：     a. 手工操作，手工記錄

13、數(shù)據(jù)和計算；     b. 在微計算機控制下自動測量，自動進行數(shù)據(jù)處理并輸出結(jié)果。     由于光譜響應測量的實驗操作和數(shù)據(jù)處理工作量大，為便于控制精度，本標準推薦將測量裝置設(shè)計成為微計算機控制形式。3. 3 測試步驟及相對光譜響應的計算3. 3. 1 測試步驟     無論手動或自動測量，均采用比對測量法：     a. 用標準太陽能電池測量并調(diào)節(jié)偏置光輻射到需要的輻照度；     b. 調(diào)節(jié)待

14、測電池的溫度到規(guī)定溫度；     c. 用輻照度探測器測量單色光的相對能量；     d. 在輻照度不變的條件下測量待測電池的短路電流密度。3. 3. 2 相對光譜響應的計算     使用光譜響應已知的比對太陽能電池作為光束輻照度探測器時，待測電池的相對光譜響應為：Sr ()= Sr' ()×J sc ()J'sc() 式中：Sr' () 比對太陽能電池的相對光譜響應；      

15、J'sc() 比對太陽能電池在給定輻照度下的短路電流密度，A/m2 ；       J sc () 待測電池在給定輻照度下的短路電流密度，A/m2   。     若使用真空熱電偶作為輻照度探測器，則待測電池的相對光譜響應Sr()按下式計算：Sr ()= J sc () U() 式中：U()真空熱電偶的開路電壓，Vo3. 4 測量誤差     使用同一套測量裝置，其測量誤差應符合以下要求：   &#

16、160; a. 在峰值響應的半值以上區(qū)間，其相對誤差應小于±2；     b. 在峰值響應的半值以下區(qū)間，其相對誤差應小于±5。4 絕對光譜響應的測試及定標4. 1 基本要求     首先按照以上規(guī)定測量太陽能電池的相對光譜響應，之后通過適當?shù)牟襟E對縱坐標進行絕對定標，即可得到絕對光譜響應。常用的定標方法是激光定標，從出射激光光束到測試電池和絕對輻射計必須用減反射的光密封箱嚴格密封并防止其他熱輻射干擾，待測電池的溫度應該與測量相對光譜響應時相一致。為了保證精度，用絕對輻射計和待測電池重復測量三次

17、以上，取三次以上的算術(shù)平均值作為光譜標定值，測量精度應不低于±2。4. 2 絕對定標測量儀器4. 2. 1 激光器     一般選擇1030mW穩(wěn)態(tài)激光器作為定標光源，激光波長應在電池光譜響應靈敏度較高的波長范圍之內(nèi)，輻射不穩(wěn)定度應每小時小于±l。4. 2. 2 絕對輻射計     絕對輻射計用以測量激光光束的絕對能量，使用前先檢查炭黑是否完整并校準功率靈敏度，要求精度不低于±2。4. 2. 3 取樣電阻     同3. 2. 6。4. 2. 4

18、 數(shù)字電壓表     數(shù)字電壓表是絕對輻射計和太陽能電池輸出信號的顯示儀器，數(shù)字電壓表的準確度應不低于±0.1（讀數(shù)）±1個字。4. 2. 5 可以用功率和單色性符合要求的其他單色光源代替激光器，定標步驟和數(shù)據(jù)處理方法按4. 3條規(guī)定進行。4. 3 定標步驟和絕對光譜響應的計算4. 3. 1 定標步驟     首先用絕對輻射計測量波長為c的激光輻照度W(c)，在激光輻照度不變的條件下把絕對輻射計換為待測電池，測量電池的短路電流密度Jsc(c)。4. 3. 2 絕對光譜響應的計算測得W(c)和Js

19、c(c)之后，太陽能電池在波長c處的絕對光譜響應Sa(c)為：Sa (c)= J ac (c) W(c)      因相對光譜響應Sr()是已知的，令：K= Sa (c) Sr (c) 改寫(5）式得：Sa (c)= KGR(c)  根據(jù)(5)式在波長c處求得的比例系數(shù)K適用于各個波長，所以有：Sa () = K Sr (c)  式中：Sa()所求太陽能電池的絕對光譜響應，A/W      當測量待測電池的相對光譜響應時，如果使用已知絕對光譜響應Sa()的光譜標準太陽能電池作

20、為比對太陽能電池，則按照(2)式，應把Sr()換為Sa()，待測電池的絕對光譜響應Sa()可直接計算出來：Sa ()= Sa () J ac () J ac () 5測試報告染料敏化太陽能電池的光譜響應測試和IV特性測試摘要TiO2染料敏化太陽能電池與以半導體為基礎(chǔ)的太陽能電池，在基本工作原理上有本質(zhì)的區(qū)別。染料敏化太陽能電池本身特有的特性也得以應用。這里，我們將會對染料敏化太陽能電池光譜響應的兩種測試方式進行比較。根據(jù)ASTM標準規(guī)定，光譜響應的標準測試方法也似乎適用染料敏化太陽能電池。在這種測試方式中，染料敏化太陽能電池對脈沖輻射的響應是非常重要的，因為染料敏化太陽能電池的脈沖照射強度是非

21、常復雜的。染料敏化太陽能電池的響應時間與TiO2中電子的誘捕有關(guān)，并且取決于照射強度情況和染料敏化太陽能電池的化學成分。因此，在測試染料敏化太陽能電池光譜響應之前，要先測試染料敏化太陽能電池光譜響應測試中，相同的光照情況下的染料敏化太陽能電池的響應時間。介紹一種新型的，建立在染料敏化納米晶基礎(chǔ)上的太陽能電池，被Gratzel和他的小組發(fā)展起來。從那以后，關(guān)于染料敏化太陽能電池的許多工作被陸續(xù)發(fā)表。引人注目的是，對于這種染料敏化納米晶太陽能電池的高量子效率被發(fā)布，效率高達11%（0.249cm2, AM1.5G, 1000W/cm2）染料敏化太陽能電池的構(gòu)成與工作原理染料敏化太陽能電池建立在寬能

22、帶隙半導體材料基礎(chǔ)上，通常是。而吸附了染料的單層二氧化鈦，TiO2對可見光比較敏感。使用頻率最高的染料是？%，光電極由玻璃上形成的TiO2透氣薄膜構(gòu)成，反向電極由鍍有SnO2 : F的玻璃構(gòu)成，上面同時淀積少量鉑作為催化。在一個完整的染料敏化太陽能電池內(nèi)部，光電極和反向電極被固定在一起，電極之間和TiO2納米粒之間的空隙，被電解質(zhì)填充，電解質(zhì)由一種含氧化還原對的有機溶劑構(gòu)成，通常是%#%。其它的染料敏化太陽能電池設(shè)計也有可能，比如塑料也可以用做基片材料，或者整體設(shè)計也可以接受。在一個平面上的單層染料對入射光的吸收不到1%（一個太陽常數(shù)的情況下）。通過使用直徑為10-20nm的TiO2晶體粒，染

23、料敏化太陽能電池的表面積被擴大了1000倍。染料敏化太陽能電池的工作原理，是建立在染料被激發(fā)后快速運動的電子注入到TiO2傳導帶的基礎(chǔ)上的，同時留下氧化的染料分子在TiO2上面。注入的電子滲透通過TiO2并且進入外部電路。在反向電極上，通過外部電路導入的電子，三碘化物被金屬鉑降低為碘化物。碘化物被電解質(zhì)轉(zhuǎn)向光電極，在這里消除氧化染料。染料分子然后又準備進入下一次激發(fā)/氧化/消除的循環(huán)。對于效率的正確量化，檢測儀器的標準程序都是有規(guī)定的。ASTM標準對太陽能電池光譜響應的測試也有規(guī)定。測試方式的建立基礎(chǔ)是太陽能電池工作環(huán)境為一個太陽常數(shù)的連續(xù)光照。光譜響應是通過脈沖單色光照，也就是斬波調(diào)制光束來

24、測試出來的。鎖相放大技術(shù)用來確定太陽能電池輸出電流中的脈沖電流部分。使用標準測試方式的問題與晶體硅太陽能電池相比，TiO2染料敏化太陽能電池的電子特性具有獨特的性質(zhì)，這與染料敏化太陽能電池的本性有關(guān)。其中一個主要特征就對入射光變化的響應比較慢，這可能與電子轉(zhuǎn)移到TiO2薄膜中的速度比較慢有關(guān)。根據(jù)報告，在強度比較低的光照情況下，一次響應需要時間至少為1s。如果按照ASTM標準規(guī)定的程序來測試染料敏化太陽能電池特性的話，將會受到這種特性的干擾。在光譜響應測試中，染料敏化太陽能電池或許不能隨著光照強度的變化而變化（脈沖光頻率為5-150Hz）。首先，有必要確定光譜響應標準測試方式對于染料太陽能電池

25、同樣可行。這里，我們將闡述對染料敏化太陽能電池響應輸出信號隨脈沖光變化的分析。這樣可以讓我們確定染料敏化太陽能電池的響應是否足夠快。使用斬波調(diào)制單色光，染料敏化太陽能電池在不同的光照條件下的響應時間須被確定。電解質(zhì)的黏度和光照強度的變化的影響已經(jīng)進行過研究了。更進一步，太陽能電池光譜響應標準測試方式（交流模式）已經(jīng)發(fā)展的和連續(xù)單色光照射測試（直流模式）一樣好了，接下來，測試短路電流的時候，將使用單色光連續(xù)照射太陽能電池。實驗染料敏化太陽能電池的準備染料敏化太陽能電池是按照文獻資料中的形容準備的，商業(yè)上使用的TIO2是納米TIO2有空層的基礎(chǔ)。按照方法所述，準備一種粘稠狀物，由TIO2粉末，乙酰

26、丙酮和水在臼內(nèi)混合而成。水被慢慢地加入，同時慢慢研磨。最后加入表面活性劑，以粘附在玻璃上。對于響應時間的所有測試，使用面積為2cm2的太陽能電池。電解質(zhì)以在含甲基乙基氰或者加有聚乙二醇的甲基乙基氰中的LiI/I2為基礎(chǔ)，用來研究黏稠溶劑的影響。加入三級丁基嘧啶，用以提高開路電壓和填充因子。所有的染料敏化電池被聚合物薄膜熱熔連接密封。用來對比交流和直流光譜響應測試方式的染料敏化太陽能電池是在TIO2膠體的基礎(chǔ)制作的。使用的電解質(zhì)和其他的電池一樣。染料敏化太陽能電池的響應時間的測試為了確定光譜響應測試中所用的染料敏化太陽能電池的響應時間，通過示波器對調(diào)制輸出信號進行監(jiān)測，集中情況測試響應時間，例如

27、加和不加偏置光。染料敏化太陽能電池的光譜響應的測試根據(jù)ASTM標準，染料敏化太陽能電池在交流模式下測試光譜響應。下面將對這種方式進行主要闡述。Spectrolab x-10太陽模擬器用作光源，具有20×20cm的均勻光照。混合光由一個氙燈發(fā)出，通過一個濾光片（20nm帶寬）和一個光學斬波轉(zhuǎn)輪，形成調(diào)制單色光（矩形，強度預期為10-25mW/m2）。混合光（連續(xù)，1000W/m2，鹵素燈）也可作為偏置光，使染料敏化太陽能電池輸出直流信號。調(diào)制單色光在直流型號頂部形成一個交流信號，通過鎖相放大器提取調(diào)制電流輸出，測試光譜響應。理想情況下，調(diào)制輸出信號應該為矩形。如果不是這樣，鎖相放大器提

28、取信號的難度就會加大。其它單位的其它方式通過單色光輻射使用低強度或者高強度（500W/m2）單色光來模仿標準入射環(huán)境。這些使用單色光照射的方式在直流測試中會提到。染料敏化太陽能電池的IV特性根據(jù)IV特性標準測試環(huán)境（AM1.5Global, 1000W/m2, 25），染料敏化太陽能電池效率測試全部程序如下：測試待測染料敏化太陽能電池和標準太陽能電池的光譜響應通過光譜響應，光源光譜和標準AM1.5Global光譜，計算光譜失配因子改變光源輸出來校正光譜失配因子測試染料敏化太陽能電池IV特性計算開路電壓VOC，短路電流填充因子FF和效率從各方面考慮測試程序光譜響應被定義為：SR()=I()/P(

29、)其中I為光電流，A/m2，P為單色光能量，W/m2通過已知光譜響應的標準太陽能電池，來測試光譜響應。光譜失配因子用來校正標準太陽能電池與待測太陽能電池之間光譜響應的不同和太陽模擬器輻射能量與AM1.5Global光譜輻射的不同。光譜失配因子M計算如下M=*（t*%￥#￥%*（%￥一旦知道了光譜失配因子，標準太陽能電池在太陽模擬器下面被照射，同時監(jiān)測短路電流，改變太陽模擬器的輸出，直到標準太陽能電池的短路電流等于原始短路電流ISC除M的值。這就是光譜失配校正。染料敏化太陽能電池IV特性在這些流程下測試，染料敏化太陽能電池IV特性測試之前的任何步驟都不能省略，因為最終染料敏化太陽能電池IV特性測

30、試對太陽模擬器光譜變化或者光譜失配非常敏感，這可以輕易導致10%的效率誤差。結(jié)果和討論染料敏化太陽能電池電解質(zhì)黏性對響應時間的影響為了研究電解質(zhì)離子傳輸對響應時間限制的影響，加入一種電解質(zhì)。10%的電解質(zhì)導致了明顯的短路電流對光照強度關(guān)系的非線性，表明傳輸?shù)南拗啤Ｈ玖厦艋柲茈姵氐捻憫獣r間染料敏化太陽能電池偏置光下的調(diào)制信號分析圖3表示染料敏化太陽能電池（未加電解質(zhì)）和標準GaAs太陽能電池在一個太陽常數(shù)的偏置光下矩形調(diào)制輸出信號，也就是光譜響應的標準測試環(huán)境。從輸出信號中，可以得出染料敏化太陽能電池10-20ms的響應時間，這比晶體硅太陽能電池或者標準太陽能電池要慢。但是，對于在一個信號期

31、間（148ms）保證一個穩(wěn)定的輸出，這個響應時間已經(jīng)足夠快了，于是形成一個矩形波。這就保證了可以使用鎖相放大器進行信號提取分析，和采用晶體硅太陽能電池的標準測試方式測試染料敏化太陽能電池的光譜響應。由于染料敏化太陽能電池的響應時間比晶體硅太陽能電池的長，所以可以使用的斬波頻率有一個極限值。對于響應時間（10ms），斬波頻率應該不要超過50Hz。當10%的電解質(zhì)被加入以后，輸出信號的調(diào)制形狀就會發(fā)生變化，也就是相對于沒有加電解質(zhì)的染料敏化太陽能電池響應時間增加了，顯然的，在有偏置光的情況下，染料敏化太陽能電池電解質(zhì)離子傳輸限制在響應時間上反映出來。染料敏化太陽能電池不加偏置光下的調(diào)制信號分析沒有

32、偏置光的情況下，進行調(diào)制單色光照射，染料敏化太陽能電池的表現(xiàn)戲劇性的發(fā)生了變化。調(diào)制輸出信號不再是矩形波，這是因為染料敏化太陽能電池的響應時間本質(zhì)性的增加了。圖5的曲線形狀可以反映這一點，這代表了和圖4相同的兩塊染料敏化太陽能電池的短暫的信號。在這些情況下（低強度脈沖輻射）染料敏化太陽能電池的光譜響應使用鎖相放大器就提取不出來了，離子傳導限制也就表現(xiàn)不出來了，因為加電解質(zhì)和不加電解質(zhì)的染料敏化太陽能電池的曲線是一樣的。單色光的光照強度仍然在離子傳輸限制不可見的范圍內(nèi)。染料敏化太陽能電池通過背電極的光照效應當染料敏化太陽能電池被通過背電極的脈沖單色光照射時，響應時間會增加，與通過正面的光照相比。

33、上面所述的效應可以認為是在二氧化鈦中電子誘捕填充和倒空。在低光強的情況下（單色光10-50mW/m2），由于到達背電極之前電子的誘捕和釋放，只有少量電子可以被注入到二氧化鈦中。這就導致了電子傳輸?shù)难舆t，結(jié)果響應時間也就延長了。該理論可以通過觀察染料敏化太陽能電池的響應時間和染料敏化太陽能電池的光照面來證實，尤其在短波范圍內(nèi)。分析462nm光外形輪廓的產(chǎn)生（接近光照面高產(chǎn)生數(shù)量，深入TIO2部分比較低），背面462nm單色光照射將導致電子路程的延長，相對正面光照。因此，電子必須通過更多的捕捉，也就增加了染料敏化太陽能電池的響應時間。對于703nm的光（對染料敏化太陽能電池形成一個均勻的輪廓），前

34、面光照與背面光照的路程一樣，具有相同的響應時間（相同的曲線外形，圖5所示）。偏置光可以形成一個連續(xù)電子帶傳導的產(chǎn)生，其中大部分將長期使電子誘捕飽和。這就阻止了脈沖單色光所產(chǎn)生的電子被誘捕，并使得響應時間加快。染料敏化太陽能電池交流和直流光譜響應測試比較圖7代表了同一個染料敏化太陽能電池在交流和直流兩種方式下測試的光譜響應。短波長光譜范圍（300-400nm），曲線只在這一點發(fā)生了偏離。這是由于單色光濾光器的缺陷所導致的。短波長光譜范圍內(nèi)的偏離可以被認為是低信噪比和染料敏化太陽能電池本身特性所導致。因此，使用高強度單色光對染料敏化太陽能電池進行光譜響應標準方式測試也可以被接受。染料敏化太陽能電池

35、IV特性比較用來進行光譜響應比較的同一塊染料敏化太陽能電池被用來進行IV特性比較圖8所示IV曲線。IV特性所得出的染料敏化太陽能電池參數(shù)發(fā)生了偏離，如表1所示。兩個測試的最大不同就是短路電流（2.6%的偏離），在這個發(fā)展時期，這種偏離也可以被接受。結(jié)束根據(jù)ASTM標準，光譜響應標準測試方式也可以用于染料敏化太陽能電池，雖然這取決于太陽能電池的屬性。不同的TIO2可以導致這方面的不同表現(xiàn)。這里要強調(diào)的是在這種測試方式中偏置光還是必要的，用來飽和TIO2中的誘捕和保證染料敏化太陽能電池的快速響應。這也可以通過使用高強度單色光來實現(xiàn)。電解質(zhì)的離子傳輸特性對染料敏化太陽能電池在脈沖輻射中的表現(xiàn)起了較小

36、的作用，這與其它的觀測一致。染料敏化太陽能電池光譜響應曲線最好使用兩種方式進行測試。染料敏化太陽能電池IV特性測試與校準實驗室的測試有很好的吻合，雖然需要做更多的測試來進行比較，但這表明晶體硅太陽能電池的標準效率測試程序完全可以被染料敏化太陽能電池所接受。從響應時間的測試中，可以得出染料敏化太陽能電池的響應足夠快，并且方波信號可以用鎖相放大技術(shù)來提取分析。響應時間與電解質(zhì)中離子傳輸限制有關(guān)，但是更多的取決于TIO2中電子誘捕。遠離背電極產(chǎn)生電子的影響更顯著，因為必須通過很長的距離傳播。我們必須意識到染料敏化太陽能電池隨入射光變化的響應比晶體硅太陽能電池要慢，而且染料敏化太陽能電池之間的不同取決

37、于TIO2類型的不同，染料敏化太陽能電池的構(gòu)成和層厚。這也導致了染料敏化太陽能電池光譜響應測試中斬波頻率的使用極限不超過50Hz（如果響應時間為10ms）。采用交流方式測試染料敏化太陽能電池光譜響應之前，應該檢查染料敏化太陽能電池的響應時間。太陽能電池（光電材料）IPCE/QE/量子效率/光譜響應測試系統(tǒng)     太陽能電池測試行業(yè)長期的經(jīng)驗，使得我公司太陽能電池（光電材料）IPCE/QE/量子效率/光譜響應測試系統(tǒng)始終處于行業(yè)領(lǐng)先位置。符合IEC, JIS, ASTM標準規(guī)定，我公司太陽能電池（光電材料）IPCE/QE/量子效率/光譜響應測試系統(tǒng)具有很

38、高的穩(wěn)定性和重復性。      作為光伏器件廠商和科研工作者，為了獲得高效的產(chǎn)品，就需要一套高性能太陽能電池（光電材料）IPCE/QE/量子效率/光譜響應測試系統(tǒng)來幫助完成產(chǎn)品改進。我公司太陽能電池（光電材料）IPCE/QE/量子效率/光譜響應測試系統(tǒng)可以出色的完成測試太陽能電池（光電材料）的IPCE/QE/量子效率/光譜響應，進而幫助廠商和科研工作者分析改進太陽能電池加工制造材料和工藝等。      目前，石油、天然氣等不可再生能源價格的居高不下，使得人類對太陽能電池（光電材料）的研究開發(fā)進入了一個新的階段，國內(nèi)

39、很多實驗室和科研院校也都加緊了對太陽能電池材料（光電材料）的研究和開發(fā)。      太陽能電池（光電材料）IPCE/QE/量子效率/光譜響應測試作為太陽能電池（光電材料）研究開發(fā)的一個環(huán)節(jié)，至關(guān)重要，需要專業(yè)的測試系統(tǒng)來完成。針對當前人們對太陽能電池材料（光電材料）的研究和開發(fā)，以及太陽能電池（光電材料）研究人員搭建太陽能電池（光電材料）IPCE/QE/量子效率/光譜響應測試系統(tǒng)的耗時耗力，我公司特推出太陽能電池（光電材料）IPCE/QE/量子效率/光譜響應測試系統(tǒng)，并已在很多太陽能電池材料（光電材料）研究、測試實驗室廣泛使用。 一、我公司太陽能電池（光

40、電材料）IPCE/QE/量子效率/光譜響應測試系統(tǒng)的優(yōu)勢：      1. 技術(shù)服務(wù)全面      我公司始終把客戶需求擺在首要位置，針對客戶特殊需求量身定做，為客戶提供全套解決方案，終身提供技術(shù)服務(wù)，為客戶節(jié)省了搭建太陽能電池（光電材料）IPCE/QE/量子效率/光譜響應測試系統(tǒng)所消耗的時間和人力物力，同時也得到了客戶的一致好評。      2. 針對性強      憑借雄厚的光電技術(shù)知識和行業(yè)經(jīng)驗，針對不同類型的太陽能電池（光電材料

41、）以及客戶對測試系統(tǒng)的不同需求，我公司對太陽能電池（光電材料）IPCE/QE/量子效率/光譜響應測試系統(tǒng)也做出了相應的調(diào)整，以達到較好的測試效果。目前，針對硅太陽能電池、染料敏化太陽能電池、多元化合物為材料的太陽能電池、功能高分子材料制備的大陽能電池、納米晶太陽能電池等不同的太陽能電池，我公司也都搭建了不同的測試系統(tǒng)。 3. 性價比高      我公司太陽能電池（光電材料）IPCE/QE/量子效率/光譜響應測試系統(tǒng)采用國外知名公司儀器集成，信噪比高，性能穩(wěn)定，技術(shù)先進，對太陽能電池（光電材料）的IPCE/QE/量子效率/光譜響應測試過程實現(xiàn)自動化，過程簡

42、單方便，測試結(jié)果在行業(yè)內(nèi)也會具有一定的權(quán)威性和說服力。同時，我公司推出的整套太陽能電池（光電材料）IPCE/QE/量子效率/光譜響應測試系統(tǒng)具有很高的性價比。      4. 成熟的太陽能電池（光電材料）IPCE/QE/量子效率/光譜響應測試系統(tǒng)      憑借測試系統(tǒng)的高性價比以及全面的技術(shù)服務(wù)，我公司太陽能電池（光電材料）IPCE/QE/量子效率/光譜響應測試系統(tǒng)已在國內(nèi)很多單位的實驗室投入使用，包括清華大學等知名大學、國家權(quán)威的太陽能計量單位、中國科學院等研究機構(gòu)以及眾多的太陽能相關(guān)企業(yè)，經(jīng)過大量客戶對我公司

43、太陽能電池（光電材料）IPCE/QE/量子效率/光譜響應測試系統(tǒng)的使用，證明了我公司的太陽能電池（光電材料）IPCE/QE/量子效率/光譜響應測試系統(tǒng)的成熟。 二、太陽能電池（光電材料）IPCE/QE/量子效率/光譜響應測試系統(tǒng)簡介      該系統(tǒng)可以測試各種光電器件，包括p-n節(jié)和染料敏化太陽能電池（DSSCs）。 系統(tǒng)中包括光源，單色儀，濾光片，和光學模塊，用以在光電器件上形成輻射，同時一個偏置光也會被加在器件上，用來模擬最終使用條件。計算機連接單色儀，數(shù)據(jù)采集設(shè)備，完成信號轉(zhuǎn)換，校準，保存測試數(shù)據(jù)，并生成報告。不同的系統(tǒng)包含不同的配置，并且有不各

44、種不同的選項配置。      1. 預選的太陽能電池（光電材料）IPCE/QE/量子效率/光譜響應測試標準配置      2. 簡單靈活的太陽能電池（光電材料）IPCE/QE/量子效率/光譜響應測試軟件      3. 各種光源作為選項以滿足不同的測試要求      4. Stanford光學斬波器和鎖相放大器保證高信噪比      5. 經(jīng)權(quán)威部門校準過的標準探測器   &#

45、160;  6. 太陽能電池（光電材料）IPCE/QE/量子效率/光譜響應測試夾具      憑借太陽能電池（光電材料）測試行業(yè)的長期積累，我們已將太陽能電池（光電材料）IPCE/QE/量子效率/光譜響應系統(tǒng)做到最優(yōu)化。該系統(tǒng)可以測試各種太陽能電池、探測器、光電轉(zhuǎn)換器件的IPCE/QE/量子效率/光譜響應。系統(tǒng)中集成了最優(yōu)的測試部件，可以出色的完成太陽能電池（光電材料）IPCE/QE/量子效率/光譜響應測試，滿足用戶的不同測試要求。 什么是太陽能電池（光電材料）IPCE/QE/量子效率/光譜響應？     

46、; 太陽能電池（光電材料）光譜響應測試，或稱量子效率QE（Quantum Efficiency）測試，或光電轉(zhuǎn)化效率IPCE (Monochromatic Incident Photon-to-Electron Conversion Efficiency) 測試等，廣義來說，就是測量太陽能電池（光電材料）的光電特性在不同波長光照條件下的數(shù)值，所謂光電特性包括：光生電流、光導等。量子效率QE（Quantum Efficiency）和光電轉(zhuǎn)化效率IPCE (Monochromatic Incident Photon-to-Electron Conversion Efficiency)是指太陽能電池

47、（光電材料）產(chǎn)生的電子-空穴對數(shù)目與入射到太陽能電池（光電材料）表面的光子數(shù)目之比。通常，我們所說的太陽能電池（光電材料）量子效率QE（Quantum Efficiency）都是指外量子效率EQE（External Quantum Efficiency），也就是說太陽能電池（光電材料）表面的光子反射損失是不被考慮的。太陽能電池（光電材料）IPCE/QE/量子效率/光譜響應測試對于太陽能電池（光電材料）的研究至關(guān)重要，因為太陽能電池（光電材料）在太陽光組成比例最大的波段具有最大IPCE/QE/量子效率/光譜響應是非常重要的。太陽能電池是一種有半導體鍍層的特種器件，能將照在太陽能電池板上的太陽光轉(zhuǎn)

48、變成電能輸出，算是一種特別的小型電源。目前太陽能電池的應用已不新鮮，海外常有以太陽能電池作電源的特種跑車競賽活動，有些太陽能跑車的速度行程已類似輕型摩托。太陽能電池作為飛機上的動力能源在海外也有試用，但對飛機重量的要求較高，屬于特種機型類似人力飛機，暫時談不上普及應用。太陽能電池應用于建筑物的蓄電照明也有，就是成本太高，一般人煙稠密條件富裕的地區(qū)就不再用它。國內(nèi)對太陽能電池的應用比較罕見，幾年前杭州市西湖曾有一條小型游船，頂部鋪滿了太陽能電池板，晴天可給蓄電池與電動機供電。前年南京航空學院的一位老師也用過它，在自行車上加了頂棚，用太陽能電池給電動機供電，也許是國內(nèi)最早的太陽能電動腳踏車。由于太

49、陽能電池成本較高，應用時需要較大面積與較好陽光，作為交通工具的能源供應又嫌功率太小，所以在車輛上的實際應用極少。鑒于目前太陽能電池成本較高與應用時需要依賴陽光的特點，實際應用往往需要與蓄電池配合使用，而且最好是用于弱電場合。雖說太陽能電池在動力機械的能源應用上希望不大，但以筆者的個人見解，太陽能電池還可在許多特別的場合加以發(fā)展與應用。一、作為特種充電電源，用于海島或高山上的無人氣象臺，這樣的作法類似人造衛(wèi)星的通訊，其長期使用的穩(wěn)定性是不必說了。二、作為特種充電電源，貼在半導體收音機上，有陽光就可以聽廣播，這對于常年不通車的物資貧乏邊遠地區(qū)來說是很實用的。三、作為特種充電電源，貼在機或是手機上，

50、可給電池進行慢性充電，大大延長電池的使用期，這作法不算太難類似計算器。四、對于幾個月才用一粒電池的手表或是壁鐘，最好也貼上一小片太陽能電池片作為特種充電電源，徹底免去需要換電池的麻煩。上述的作法都不難，但等待多年就是不見有這類產(chǎn)品面世；收音機自己改裝還行，其他再精細的就比較麻煩，還是希望廠家有產(chǎn)品上市較好。<b>答案補充</b>太陽電池應用的范圍非常廣，可分為下列幾項: 1、電力:大功率發(fā)電系統(tǒng)、家庭發(fā)電系統(tǒng)等。 2、通訊:無線電力、無線通訊等。 3、消費性電子產(chǎn)品:計算機、手錶、電動玩具、收音機等。 4、交通運輸:汽車、船舶、交通號誌、

51、道路照明、燈塔等。 5、農(nóng)業(yè)：抽水機、灌溉等。 6、其他：冷藏疫苗、茶葉烘焙、學校用電等。    隨著電子科技的快速發(fā)展，各種電子產(chǎn)品也是日新月異，其中通訊與資訊產(chǎn)品，更成為人類日常生活中，不可缺少的日常用品，諸如大哥大的手機、掌上型電腦與個人數(shù)位助理(pda)等，這些電子產(chǎn)品都必須要有電源供應才能發(fā)揮功能。因為電池沒電而英雄無用武之地的窘境，相信很多人都曾發(fā)生過，而這個問題即將在太陽能衣的上市后成為歷史。<b>答案補充</b>最近德國的科學家洛雅恩與拉恩林研製出一種太陽能纖維，這種太陽能纖維是由三層非

52、結(jié)晶硅與兩層導電電極所組成。當太陽光照射時，可使上層的電極產(chǎn)生自由電子，這些自由電子經(jīng)由內(nèi)建電場的作用，穿過中間的非結(jié)晶硅層而抵達下層的電極，即形成一個基本的電池結(jié)構(gòu)。據(jù)稱這種太陽能纖維製成的衣服還可以放入洗衣機內(nèi)洗滌！未來只要人們穿上這種太陽能衣，就不用再擔心自己隨身攜帶的電子產(chǎn)品，面臨沒電而一切停擺的命運了。太陽能電池（光電材料）IPCE/QE/量子效率/光譜響應測試系統(tǒng)太陽能電池測試行業(yè)長期的經(jīng)驗，使得我公司太陽能電池（光電材料）IPCE/QE/量子效率/光譜響應測試系統(tǒng)始終處于行業(yè)領(lǐng)先位置。符合IEC, JIS, ASTM標準規(guī)定，我公司太陽能電池（光電材料）IPCE/QE/量子效率/

53、光譜響應測試系統(tǒng)具有很高的穩(wěn)定性和重復性。 作為光伏器件廠商和科研工作者，為了獲得高效的產(chǎn)品，就需要一套高性能太陽能電池（光電材料）IPCE/QE/量子效率/光譜響應測試系統(tǒng)來幫助完成產(chǎn)品改進。我公司太陽能電池（光電材料）IPCE/QE/量子效率/光譜響應測試系統(tǒng)可以出色的完成測試太陽能電池（光電材料）的IPCE/QE/量子效率/光譜響應，進而幫助廠商和科研工作者分析改進太陽能電池加工制造材料和工藝等。 目前，石油、天然氣等不可再生能源價格的居高不下，使得人類對太陽能電池（光電材料）的研究開發(fā)進入了一個新的階段，國內(nèi)很多實驗室和科研院校也都加緊了對太陽能電池材料（光電材料）的研究和開發(fā)。 太陽

54、能電池（光電材料）IPCE/QE/量子效率/光譜響應測試作為太陽能電池（光電材料）研究開發(fā)的一個環(huán)節(jié)，至關(guān)重要，需要專業(yè)的測試系統(tǒng)來完成。針對當前人們對太陽能電池材料（光電材料）的研究和開發(fā)，以及太陽能電池（光電材料）研究人員搭建太陽能電池（光電材料）IPCE/QE/量子效率/光譜響應測試系統(tǒng)的耗時耗力，我公司特推出太陽能電池（光電材料）IPCE/QE/量子效率/光譜響應測試系統(tǒng)，并已在很多太陽能電池材料（光電材料）研究、測試實驗室廣泛使用。 一、我公司太陽能電池（光電材料）IPCE/QE/量子效率/光譜響應測試系統(tǒng)的優(yōu)勢： 1. 技術(shù)服務(wù)全面 我公司始終把客戶需求擺在首要位置，針對客戶特殊需

55、求量身定做，為客戶提供全套解決方案，終身提供技術(shù)服務(wù)，為客戶節(jié)省了搭建太陽能電池（光電材料）IPCE/QE/量子效率/光譜響應測試系統(tǒng)所消耗的時間和人力物力，同時也得到了客戶的一致好評。 2. 針對性強 憑借雄厚的光電技術(shù)知識和行業(yè)經(jīng)驗，針對不同類型的太陽能電池（光電材料）以及客戶對測試系統(tǒng)的不同需求，我公司對太陽能電池（光電材料）IPCE/QE/量子效率/光譜響應測試系統(tǒng)也做出了相應的調(diào)整，以達到較好的測試效果。目前，針對硅太陽能電池、染料敏化太陽能電池、多元化合物為材料的太陽能電池、功能高分子材料制備的大陽能電池、納米晶太陽能電池等不同的太陽能電池，我公司也都搭建了不同的測試系統(tǒng)。 3.

56、性價比高 我公司太陽能電池（光電材料）IPCE/QE/量子效率/光譜響應測試系統(tǒng)采用國外知名公司儀器集成，信噪比高，性能穩(wěn)定，技術(shù)先進，對太陽能電池（光電材料）的IPCE/QE/量子效率/光譜響應測試過程實現(xiàn)自動化，過程簡單方便，測試結(jié)果在行業(yè)內(nèi)也會具有一定的權(quán)威性和說服力。同時，我公司推出的整套太陽能電池（光電材料）IPCE/QE/量子效率/光譜響應測試系統(tǒng)具有很高的性價比。 4. 成熟的太陽能電池（光電材料）IPCE/QE/量子效率/光譜響應測試系統(tǒng) 憑借測試系統(tǒng)的高性價比以及全面的技術(shù)服務(wù)，我公司太陽能電池（光電材料）IPCE/QE/量子效率/光譜響應測試系統(tǒng)已在國內(nèi)很多單位的實驗室投入

57、使用，包括清華大學等知名大學、國家權(quán)威的太陽能計量單位、中國科學院等研究機構(gòu)以及眾多的太陽能相關(guān)企業(yè)，經(jīng)過大量客戶對我公司太陽能電池（光電材料）IPCE/QE/量子效率/光譜響應測試系統(tǒng)的使用，證明了我公司的太陽能電池（光電材料）IPCE/QE/量子效率/光譜響應測試系統(tǒng)的成熟。 二、太陽能電池（光電材料）IPCE/QE/量子效率/光譜響應測試系統(tǒng)簡介 該系統(tǒng)可以測試各種光電器件，包括p-n節(jié)和染料敏化太陽能電池（DSSCs）。 系統(tǒng)中包括光源，單色儀，濾光片，和光學模塊，用以在光電器件上形成輻射，同時一個偏置光也會被加在器件上，用來模擬最終使用條件。計算機連接單色儀，數(shù)據(jù)采集設(shè)備，完成信號轉(zhuǎn)

58、換，校準，保存測試數(shù)據(jù)，并生成報告。不同的系統(tǒng)包含不同的配置，并且有不各種不同的選項配置。 1. 預選的太陽能電池（光電材料）IPCE/QE/量子效率/光譜響應測試標準配置 2. 簡單靈活的太陽能電池（光電材料）IPCE/QE/量子效率/光譜響應測試軟件 3. 各種光源作為選項以滿足不同的測試要求 4. Stanford光學斬波器和鎖相放大器保證高信噪比 5. 經(jīng)權(quán)威部門校準過的標準探測器 6. 太陽能電池（光電材料）IPCE/QE/量子效率/光譜響應測試夾具 憑借太陽能電池（光電材料）測試行業(yè)的長期積累，我們已將太陽能電池（光電材料）IPCE/QE/量子效率/光譜響應系統(tǒng)做到最優(yōu)化。該系統(tǒng)可以測試各種太陽能電池、探測器、光電轉(zhuǎn)換器件的IPCE/QE/量子效率/光譜響應。系統(tǒng)中集成了最優(yōu)的測試部件，可以出色的完成太陽能電池（光電材料）IPCE/QE/量子效率/光譜響應測試，