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PV/太阳能电池量子效率测量系统

QE-R

光伏 / 太阳能电池量子效率测量解决方案
世界上最畅销、最值得信赖的 QE / IPCE 系统。

  QE-R 量子效率系统是一款可提供电池 EQE 的光伏电池测试仪。 IPCE、IQE 和光谱响应数据准确快速。 QE-R 量子效率系统提供的量子效率信息通常被光伏研究人员用来说明和研究器件设计、器件性能、工艺改进、材料带隙、杂质或陷阱。 由于 QE-R 量子效率系统的高重复性和准确性,计量工程师也使用 QE-R 量子效率系统进行光谱失配计算和光伏转换效率的不确定性评估。 QE-R 量子效率系统被 500 多个优秀光伏研究实验室采用,近 10 年发表 SCI 论文 1000 余篇,包括 Nature、Science、Joule、Advanced Materials 等多家旗舰期刊。

目录

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Enlitech QE-R 量子效率分析仪的优势

可靠性和可信度
  • Enlitech 是唯一一家在量子效率校准和测试方面获得 ISO 17025 认证的量子效率系统制造商。
  • 全世界已经安装了500 多套 QE-R 量子效率系统。
  • QE-R 量子效率系统的名字被 1000 多篇SCI 期刊论文提及。
  • QE-R 量子效率系统的测量量子效率结果被高影响因子期刊广泛采用和引用。
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具代表性的期刊引用了 QE-R 的量子效率結果,如 Nature、Science 和 Joule。

专业协助
  • 自 2008 年以来,在过氧化物和有机太阳能电池量子效率测量方面有超过十年的经验。
  • 提供数据验证和分析软件,帮助研究人员从量子效率光谱中快速获得物理参数。
  • 分析软件的物理模型被许多高影响因子的期刊所证明和采用。
  • 同学们不用担心实验部分的期刊审稿问题。

特色

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小巧且灵活

QE-R 量子效率系统在 60cm x 60cm x 60cm 的主体内集成了所有光学和机械部件,其中包括电信号采集锁定放大器。它节省了大量实验室空间,但保持了各种类型的太阳能电池测试夹具的灵活性,如矽、薄膜、串联、CPV、CIGS、OPV、DSSC、钙钛矿太阳能电池。

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完整的 Glovebox 整合

QE-R 量子效率系统提供简单而完整的手套箱集成方案。我们已经在全球范围内为许多不同的手套箱制造商提供了超过 50 套集成的 QE-R 量子效率系统和太阳模拟器。我们不仅提供硬件,还分享手套箱内精确表征的经验,这有助于我们的客户突破世界效率记录。

  • 用于单结太阳能电池测试。Perovskite 太阳能电池、有机太阳能电池、Si HJT 电池、TOP-Con 电池、CIGS、CzTs、CdS、GaAs、薄膜电池。
  • 用于串联太阳能电池测试:钙钛矿 / Si 串联电池、钙钛矿 / CIGS 串联电池、聚光太阳能电池、III-V 串联太阳能电池。
  • 波长范围:300~1100 nm; 300~1800 纳米; 300~2500 nm 或自订
  • 提供 QE(量子效率)、PV-EQE(外部量子效率)、IPCE(入射光子-电子转换效率)、SR(光谱响应)、IQE(内部量子效率)、反射率的数据。
  • 结构紧凑且重复性高超过 99.5%。
  • 两个独立的锁相放大器(每个都是双相的),可同时监测光功率和测量设备信号。
  • 独家集成电脑控制信号开关可以降低维护和耗材成本。
  • 独家手套箱集成能力。
  • 符合 ATSM E 1021-15, ASTM E948, IEC 60904-8, IEC 60904-7, IEC 60904-1。
  • NIST-traceable SI  可追溯链。
  • 经 ISO / IEC 17025 认可的期刊论文提交独家 EQE 不确定性评估报告和质量控制。
  • 各种定制的样品测试夹具。

系统设计

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规格

IPCE / 量子效率测试

ModelQE-R
Lamp Wavelength Range250nm~2500nm
Measuring Wavelength Range300nm~1100nm
300nm~1800nm
300nm~2500nm
Un-Repeatability ≦ 0.3%; 300nm~400nm
≦ 0.2%; 400nm~1000nm
≦ 0.3%; 1000nm~1100nm
Jsc Un-Repeatability ≦ 0.1%
Jsc Uncertainty≦ 0.2%
Light Instability (long time)≦ 0.2% (3hr)
Beam Spot Area1 x 1 mm2
Beam Incident Angle
Effective Working Distance> 10 cm
DSP Lock-in Amplifiera. Two sets of dual-phase lock-in amplifiers
b. < 25 us; Max acquisition speed
c. <1 us; delay time between two channels
c. RXYθ
e. 107; Gain
f. 10 V; Max input voltage
g. Noise filters
h. 4-channel multiplexer for signal switching
Light Intensity Monitora. 1 monitoring cell;
b. for light intensity measuring simultaneously
Software
a. Absolute light intensity calibration
b. SR, EQE measuring
c. Auto in-situ Jsc(EQE) calculation
d. Auto Jsc(EQE) calculation at each wavelength
e. IQE calculation
f. Bandgap analysis
g. Data collecting and analyzing
h. Mismatch factor (MMF) calculation
i. Signal monitoring function
j. txt data format
Signal Oscilloscope a. Oscilloscope display
b. Time-domain and frequency-domain analyzing capability
c. Signal monitoring function; photo-current signal monitoring on DUT
Functions
IPCE
EQE
SR
IQE (option)
Reflectance (option)
Dark box600mm x 600mm x 600mm

应用范围

  • 钙钛矿太阳能电池 (PSC) 测试
  • 有机太阳能电池(OSC、OPV)测试
  • 叠层/多结太阳能电池测试
  • 太阳能电池描述
  • 体异质结相分离研究
  • 体积-异质结相分离研究失配因子 (MMF) 计算
  • AM 频谱下的短路电流密度 Jsc(QE)
  • 加工控制

实证

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2018 年 OPV 15.6% 世界纪录

2018 年,报告了童话的新的非富勒尼奥 Y6。由 Y6 组成的有机光伏表演出 15.7% 的高效率,打破了 OPV 世界纪录,并由 NREL 的效率图表报告。作者使用 Enlitech 的 QE-R 量子效率系统和能量对设备进行微调并取得记录。

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2019 年钙钛矿 23.7% 世界纪录

2019 年,ISCAS 报告了通过提高开路电压和光电流,获得认证的 23.7% 效率的钙钛矿太阳能电池。 ISCAS 采用 Enlitech 的 QE-R 量子效率系统和太阳能模拟器来推进和优化钙钛矿太阳能电池的性能。 QE-R 量子效率系统帮助 ISCAS 识别钙钛矿成分的带隙,并确认 Jsc(QE) 和 Jsc(SS) 之间的比较。

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2020 年钙钛矿 25.5% 世界纪录

2020 年,韩国 UNIST 在 NREL 的图表上报告了经过认证的 25.5% 钙钛矿太阳能电池。 UNIST 在 2019 年安装了 Enlitech 的 QE-R 量子效率系统。在很短的时间内,UNIST 打破了钙钛矿太阳能电池的世界纪录。 QE-R 量子效率系统提供钙钛矿成分的光谱信息和对器件性能改进的见解。

  QE-R 太阳能电池量子效率系统由  Perovskite-info 于 2021 年发布。 请查看链接:「Enlitech – 完整的钙钛矿测量和分析系统。」 

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安装成果展示

手套箱量子效率测试

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资源 & 下载

CAD or 软件
CAD
手册

常見問答

1. 规格中的「双锁相放大器」是什么意思?

  QE-R 有两个独立的锁相放大器,它们都是两相(或双相)。通过 DSP IC技术,这两个锁相放大器可以同时获取 DUT 的信号和 Monitor 检波器信号。它们之间的时间延迟小于 1 ms,使得 QE-R 具有 ≥99.5% 的优异重复性。

2. QE-R 是否能测试太阳能叠层电池的量子效率?

  QE-R 系统采用 IEC 国际标准设计,具备双独立的锁相放大器且具备各种光偏致光控制的能力。这样的系统设计,让 QE-R 具备量测多结太阳能电池量子效率的能力。以最热门的钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池为例。科学家利用 QE-R 量子效率测量系统与其叠层电池测量模块研究高效率叠层太阳能电池的量子效率光谱。藉由其量子效率光谱的指引,来改善叠层太阳能电池的转换效率,达到 24.2% 的转换效率,发表在 Nature Energy (IF=60.858)。

高效率叠层太阳能电池量子效率

  QE-R 量子效率测量系统具备友善的软件接口,让客户可以简便的进行叠层太阳能电池的量子效率测试。由图可见量子效率测量软件可以显示叠层太阳能电池量子效率的叠图结果,并且可以实时显示各子电池在不同光偏置光照条件下的讯号质量。这让使用者对未知的叠层太阳能电池量子效率精准测试,提供了一个量化判断的工具。

光焱科技QE-R量子效率测量软件接口。

QE-R量子效率测量软件接口。

  可以显示叠层太阳能电池量子效率的叠图结果,并且可以实时显示各子电池在不同光偏置光照条件下的讯号质量。这让使用者对未知的叠层太阳能电池量子效率精准测试,提供了一个量化判断的工具。

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QE-R 量子效率测量软件接口。

  可以显示叠层太阳能电池量子效率的叠图结果。图中显示了钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池的量子效率图。300 – 800 nm 为钙钛矿点电池的量子效率光谱、500 – 1200 nm 为晶硅锂电池的量子效率光谱。图中由各层电池均测试 3 次,其数据的重复性,可达 99.8% 以上。

Ⅲ-V族多结太阳能电池的量子效率图。

-V 族多结太阳能电池的量子效率图。

  图中显示了多结太阳能电池的三结子电池量子效率图、反射率光谱、内量子效率光谱。QE-R 量子效率测试系统,不仅可以测试三结太阳能电池的各子电池量子效率光谱,同时还可以测试其反射率光谱 R。透过这 2 个光谱,进而得到三结太阳能电池各子电池的内部量子效率光谱。QE-R 量子效率测试系统还可将各子电池的外部量子效率光谱与各种标准太阳光谱 (AM 1.5G、AM 1.5D、AM 0 等) 进行短路电流积分计算,得到各子电池在标准太阳光谱照射下,可产生的短路电流密度大小 (如图所示)。

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QE-R 量子效率测量系统应用于四结太阳能电池量子效率光谱测试。

光焱科技QE-R量子效率测量系统应用于非晶硅叠层太阳能电池量子效率光谱测试。

QE-R 量子效率测量系统应用于非晶硅叠层太阳能电池量子效率光谱测试。

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