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太阳能电池IPCE测量系统 |
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太阳能电池IPCE测量系统Solar Cell IPCE Measurement System 
在太阳能电池生产和研发过程中，IPCE测量非常重要。太阳能电池IPCE测量系统主要用于太阳能电池的IPCE (Incident photon-to-current conversion efficiency)(www.pvmeasurements.com.cn) 测量、QE测量（IQE测量及EQE测量）、光谱响应测量、量子效率测量（内量子效率测量及外量子效率测量），用于表征太阳能电池等光电器件将不同波长的光子转化为电子-空穴对的能力。
太阳能电池IPCE测量时，通过用波长可调的单色光照射太阳能电池，同时测量太阳能电池在不同波长的单色光照射下产生的短路电流，从而计算得到太阳能电池的IPCE（具体可咨询曹全喜, 13124753246, cquanxi@163.com）。
PVM(中国总代理, 曹全喜, 13124753246, cquanxi@163.com) 做太阳能电池IPCE测量系统已经20年左右了。不同类型的太阳能电池采用的IPCE测量系统会多少有些不同（具体可咨询曹全喜, 13124753246, cquanxi@163.com），但大体上差不多。通常，太阳能电池IPCE测量系统是由氙灯光源、单色仪、斩波器、电动滤光轮及滤光片、光强监测、全反射式光路、标准探测器、数据采集模块、偏置光源及偏置电压、样品测量夹具、光学暗箱、预装太阳能电池IPCE测量系统软件的计算机、太阳能电池IPCE测量系统操作说明书和用户手册等组成。IPCE缩写表示的内容，IPCE的定义、概念 首先，IPCE是什么的缩写表示呢？IPCE为光电转化效率/光电转换效率，是Incident photon-to-current conversion efficiency(www.pvmeasurements.com.cn)或者Incident photon-to-current efficiency 或者monochromatic incident photon-to-electron conversion efficiency或者Incident Photon Conversion Efficiency或者Incident Photon to Charge Carrier Efficiency或者incident photon to converted electron (IPCE) ratio的缩写表示。
IPCE定义为单位时间内外电路中产生的电子数与单位时间内的入射单色光子数之比。因此，太阳能电池的IPCE与光的波长或者能量有关。
太阳能电池IPCE的计算公式 根据太阳能电池IPCE的定义，其计算公式为：IPCE=(1240×Isc)/(λ×Pin)（具体可咨询曹全喜, 13124753246, cquanxi@163.com），其中Isc, λ和Pin所使用的单位分别为uA*cm-2, nm和W*m-2。太阳能电池IPCE测量系统偏置光 太阳能电池IPCE测量系统具有DC直流测量模式和AC交流测量模式(www.pvmeasurements.com.cn)。相关标准对于太阳能电池IPCE的正确测量是有规定的，基本原理是太阳能电池工作环境为偏置光连续照射、脉冲单色光交替照射、锁相放大技术提取太阳能电池输出信号，即AC交流IPCE测量模式。偏置光往往是宽带光源，在测量单结太阳能电池IPCE时为白光，在测量多结叠层太阳能电池IPCE(TEL: I3I24753246)时需要加滤光片实现窄带光偏置。DSSC染料敏化太阳能电池IPCE在AC交流测量模式下，通常加载一个偏置光使DSSC染料敏化太阳能电池产生直流输出，然后将氙灯光源与单色仪产生的单色光通过斩波器调制并照射在样品上使DSSC染料敏化太阳能电池产生相应的交变信号输出，再采用锁相放大技术将直流信号和交流信号分别提取，进而计算出DSSC染料敏化太阳能电池IPCE。
太阳能电池IPCE测量系统的光谱测量范围 太阳能电池IPCE测量系统的光谱测量范围(www.pvmeasurements.com.cn)通常与系统所采用的光源、单色仪、光路系统、标准探测器等有关，这几个条件(TEL: I3I24753246)必须同时满足IPCE测量光谱范围的要求。太阳能电池IPCE测量系统最好采用氙灯光源，既可以覆盖紫外到近红外，光谱分布又最接近太阳光光谱。如果太阳能电池IPCE测量系统采用卤素灯光源，那么紫外波段信噪比、准确度和重复性会非常差。太阳能电池IPCE测量系统单色仪通常采用多光栅，用于实现宽光谱范围IPCE测量。光路系统采用反射器件为好，降低透射器件的光强吸收和色差影响。太阳能电池IPCE测量系统采用硅标准探测器实现300nm-1100nm范围内测量校准，锗探测器实现1000nm-1800nm范围内测量校准。
太阳能电池IPCE测量系统的光源 太阳能电池IPCE测量系统需要一个宽带光源通过单色仪产生单色光，照射太阳能电池样品。那么，太阳能电池IPCE测量系统中采用什么宽带光源最好呢(www.pvmeasurements.com.cn)？
太阳能电池IPCE测量系统光源的选择标准：亮度高、色温高、与太阳光光谱接近、稳定性好等。
太阳能电池IPCE测量(Contact: 13I24753246)常用光源及特点：卤钨灯光源，400-2600nm，色温3000K左右；氙灯光源，200-2200nm，色温6000K左右。卤钨灯光源紫外波段几乎没有输出，色温太低。而氙灯光源紫外到近红外波段输出非常好，而且色温非常接近太阳的色温，是最接近太阳的人工光源。
由此可见，氙灯光源是太阳能电池IPCE测量系统的最佳光源。
DSSC染料敏化太阳能电池IPCE测量系统DC直流测量模式与AC交流测量模式的区别 DSSC染料敏化太阳能电池IPCE测量系统有两种测量模式 ：DC直流测量模式与AC交流测量模式，这两种测量模式有什么不同呢？
首先，对于太阳能电池IPCE的正确测量，是有相关标准规定的(Phone: 13124753246)。ASTM标准对太阳能电池IPCE测量也有规定，基本原理是太阳能电池工作环境为偏置光连续照射、脉冲单色光交替照射、锁相放大技术提取太阳能电池输出信号，即AC交流测量模式。
例如，DSSC(www.pvmeasurements.com.cn)染料敏化太阳能电池IPCE在AC交流测量模式下，通常加载一个偏置光使DSSC染料敏化太阳能电池产生直流输出，然后将氙灯光源与单色仪产生的单色光通过斩波器调制并照射在样品上使DSSC染料敏化太阳能电池产生相应的交变信号输出，再采用锁相放大技术将直流信号和交流信号分别提取，进而计算出DSSC染料敏化太阳能电池IPCE。
DSSC染料敏化太阳能电池IPCE(www.pvmeasurements.com.cn)在DC直流测量模式下，将氙灯光源与单色仪产生的单色光直接照射在样品上，而不采用斩波器进行调制，DSSC染料敏化太阳能电池输出信号直接进入数据采集模块，进而计算出DSSC染料敏化太阳能电池IPCE。
太阳能电池IPCE测量系统采用AC交流测量模式测量DSSC染料敏化太阳能电池
染料敏化太阳能电池 (DSSC或DSC) 等对太阳能电池IPCE测量系统中的AC交流调制光响应很慢，导致普通的AC交流测量频率无法满足DSSC染料敏化太阳能电池的慢响应需求。对此，我们专门设计了低频太阳能电池IPCE测量系统（具体可咨询曹全喜, 13124753246, cquanxi@163.com），AC交流测量频率最低可到1Hz左右(www.pvmeasurements.com.cn)，完全满足染料敏化太阳能电池DSSC响应速度慢的需求。该低频太阳能电池IPCE测量系统可以在AC交流测量模式下加载偏置光来测量染料敏化太阳能电池DSSC，既确保了IPCE测量的准确性，又提高了对电荷传输途径的认识。
太阳能电池IPCE测量系统采用DC直流测量模式测量DSSC染料敏化太阳能电池 染料敏化太阳能电池DSSC对入射光变化的响应比较慢，在IPCE测量中，染料敏化太阳能电池DSSC或许不能随着光照强度的变化而相应地变化。我们可以采用DC直流测量模式对染料敏化太阳能电池DSSC进行测量。所谓DC直流测量模式(www.pvmeasurements.com.cn)，就是在太阳能电池IPCE测量系统中，不采用光学斩波器调制单色光信号，这样照射到染料敏化太阳能电池DSSC上的单色光就是一个连续稳态的，染料敏化太阳能电池DSSC也就不需要像AC交流测量模式中那样快速对单色光响应了。
其实，DSSC染料敏化太阳能电池最好使用AC交流测量模式和DC直流测量模式两种模式进行IPCE测量。虽然染料敏化太阳能电池DSSC随入射光变化的响应比晶体硅太阳能电池要慢，但只要在DSSC染料敏化太阳能电池IPCE测量系统中使用合适的斩波频率（具体可咨询曹全喜, 13124753246, cquanxi@163.com）即可。
性能最好的、用户发表文章最多的太阳能电池IPCE测量系统 PVM（中国区总代理，曹全喜, 13124753246, cquanxi@163.com）的太阳能电池IPCE测量系统(www.pvmeasurements.com.cn)是目前性能最好的，也是用户发表文章最多的IPCE测量系统，是国际权威实验室的最佳选择。PVM（中国区总代理，曹全喜, 13124753246, cquanxi@163.com）专业研发、制造、销售太阳能光伏器件的测试测量仪器与系统，尤其在太阳能电池IPCE测量方面，是业界公认太阳能电池IPCE测量系统销售数量最多的公司，包括美国能源部再生能源实验室（National Renewable Energy Laboratory）、美国应用材料有限公司（Applied Materials, AMAT）、澳大利亚新南威尔士大学（The University of New South Wales）、中国科学院电工研究所、中国电子科技集团公司第十八研究所（天津电源研究所）等众多国际知名单位。
太阳能电池IPCE测量系统的价格 其实，很多人比较关心太阳能电池IPCE测量系统多少钱1套？通常，太阳能电池IPCE测量系统价格(www.pvmeasurements.com.cn)大概30万左右到50万左右1套（详细配置价格请联系曹全喜, 13124753246, cquanxi@163.com）。太阳能电池IPCE测量系统价格随配置的不同而不同，功能配置越全，价格也就越高，比如，测量染料敏化太阳能电池和测量晶体硅太阳能电池所采用的配置就不一样。
通过IPCE测量数据积分计算太阳能电池AM1.5G短路电流密度Jsc 将太阳能电池的光谱响应和AM1.5G 参考光谱积分可以得出太阳能电池短路电流密度Jsc（详细资料请联系曹全喜, 13124753246, cquanxi@163.com）。首先，将太阳能电池IPCE数据通过公式转化成光谱响应数据（单位A/W）(www.pvmeasurements.com.cn)，再将太阳能电池光谱响应数据处理为0.5nm步长的数据，然后将处理后的光谱响应数据和AM1.5G参考光谱数据积分即可得出太阳能电池短路电流密度Jsc。短路电流密度Jsc可以用来预判太阳能电池在标准AM1.5G光谱照射下的电流输出大小。
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