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太阳能电池光谱响应测试

一 实验目的

理解并实现太阳能电池的光谱响应测试

加深理解太阳能电池的工作原理

二 实验原理

太阳能电池（光电材料）光谱响应测试，或称量子效率QE（Quantum Efficiency）测试，或光电转化效率IPCE (Monochromatic Incident Photon-to-Electron Conversion Efficiency) 测试等，广义来说，就是测量光电材料的光电特性在不同波长光照条件下的数值，包括光生电流、光导等。

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图1 测量原理示意图

如图1所示，在太阳能电池上分别照射恒定偏置辐射和波长为λ单色交变辐射，太阳能电池接收到这两束辐射后，产生的光电流同时包含直流分量
和交流分量
，用数字电压表和锁相放大器分别测量这两个分量。在测量被测太阳电池前，用类似的方法，用同样的光路已经测量了标准太阳能电池的光电流
和
，标准太阳电池的短路电流
内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 统参数已经设置过并保存，所以可以直接将系统各硬件连接，如图4。

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图4系统硬件连接

系统参数设置。在“设置”菜单下的“仪器控制”选项中，可以进行一些系统常用参数的设置，包括斩波器频率、偏置光光斑大小、偏置光或探测光的快门、样品架的位置和信号类型等，如图5所示。这里，采用了默认系统参数进行实验。

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图5控制参数设定

在测试中需要测量太阳能电池样品在波长300—1100nm范围内的响应及量子效率，因此需要在“运行参数设置”中，将“起始波长（nm）”和“终止波长（nm）”分别设为300和1100，其他参数保持默认，如图6所示。

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图6 运行参数设置

开始测量。在“运行”菜单中选择“QE定标扫描”，系统将自动进行扫描测量。系统用某一波长的单色光照射待测太阳能电池样品，然后通过接触探针将样品产生的电信号传递给数据采集器，今儿输入计算机进行处理，最后得到样品的内量子效率结果。

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