CEL-QPCE2050鈣鈦礦/染料敏化太陽能電池光譜響應(yīng)系統(tǒng)（QE/IPCE）

適用電池：染料敏化類太陽電池、鈣鈦礦電池或其他可采用直流方法測試的單結(jié)太陽電池、及相關(guān)直流法測試的半導(dǎo)體材料。

測試數(shù)據(jù)：光譜響應(yīng)、量子效率或光電轉(zhuǎn)化效率 IPCE 以及標(biāo)準(zhǔn)太陽 AM1.5G、短路電流密度。

1）符合 ASTM E1021-12，IEC60904-8，GB/T6495.8-2002 等國內(nèi)外要求測試標(biāo)準(zhǔn)。

2）“一鍵式”全自動化測試，自動切換標(biāo)準(zhǔn)件和被測件，測試過程無需任何人工參與。

3）高穩(wěn)定、大功率、長壽命連續(xù)單色光照明，保證準(zhǔn)確性和重復(fù)性。

4）高穩(wěn)定、長壽命連續(xù)白光偏置，保證準(zhǔn)確性和重復(fù)性。

5）分光系統(tǒng)，保證良好的波長準(zhǔn)確度和重復(fù)性，消除多級譜的影響，雜散光小。

6）樣品室采用全反射式光路，避免透射元件的多重反射造成測試不準(zhǔn)確。

7）采用美國 Keithley數(shù)字表，保證信號測試準(zhǔn)確性和高采集速度。

工作原理：

依據(jù)染料敏化電池工作基本原理，染料敏化電池需要經(jīng)過一系列的氧化-還原反應(yīng)才能實(shí)現(xiàn)將光轉(zhuǎn)化為電。染料敏化電池中染料的氧化-還原反應(yīng)是由一系列復(fù)雜的反應(yīng)所構(gòu)成，其氧化-還原速率直接影響該電池的穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)換效率和響應(yīng)速度。氧化-還原速率則受到染料種類、染料濃度、電解質(zhì)種類、電解質(zhì)離子擴(kuò)散速度等多種因素的影響。一般情況下，形成穩(wěn)定的轉(zhuǎn)換體系所需要的時(shí)間在“秒”量級上，也就是說染敏類電池的響應(yīng)速度是比較慢，如果采用調(diào)制的交流測試模式，頻率需低到 1Hz 以下，實(shí)踐中很難實(shí)現(xiàn)。因此，直流測試模式更適用于染料敏化電池的 IPCE 測試。

IPCE 測試與 I-V 測試不同，是將單色光照射于電池表面，并且要準(zhǔn)確的測試出該單色光的強(qiáng)度。因此在 IPCE 測試中，需要可以進(jìn)行光強(qiáng)標(biāo)定的標(biāo)準(zhǔn)器件，且要求單色光照射在標(biāo)準(zhǔn)器件和被測樣品時(shí)的強(qiáng)度一致。因此在測試過程中，單色光的光斑，應(yīng)同時(shí)小于標(biāo)準(zhǔn)器件和被測樣品的有效區(qū)域，以保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。而染料敏化電池的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)又決定了只有處于光照下的區(qū)域才產(chǎn)生敏化反應(yīng)，而導(dǎo)電帶和電解液卻是完全分布于整個(gè)電池的有效區(qū)域，因此會加大電子被復(fù)合的幾率，從而導(dǎo)致電池表現(xiàn)為輸出電流降低。

為保證 IPCE 測試的準(zhǔn)確性，應(yīng)在測試過程中保證電池的全部有效區(qū)域處于工作狀態(tài)，以減少“內(nèi)耗”情況的發(fā)生，而有效的辦法就是在測量時(shí)給電池加上偏置光。參考相關(guān)國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)和測試經(jīng)驗(yàn)，確定偏置光的強(qiáng)度在約 0.5 個(gè) SUN（AM1.5）的水平相當(dāng)適合。

實(shí)測光譜響應(yīng)曲線

實(shí)測量子效率曲線