什么波段的光最有利于光伏发电

随着光伏行业的蓬勃发展，光伏产品的质量问题开始越来越为人们所重视。而作为吸收太阳光发电的主要载体，太阳能电池也是一种半导体光学器件，其质量的过关与否势必要通过一系列的测试来确定。目前，光伏电池、组件等设备的测试与检测已经成为了行业关键的一部分。对于厂商来说，只有测试合格的产品才能拿出去卖，要不然会砸了招牌；对于用户来说，只有通过特定测试的产品买来才放心，质量才有保证。从电池效率到组件质量，从使用寿命到光学性能，可以说光伏产业链的每一道工序和环节都需要测试环节，同时也需要不同的光伏测试设备。

在光伏界，测试设备厂商向来低调，因为与光伏发电的能源属性相比，测试设备大多数与半导体、LED、激光等行业更加相关。所以除了要用到这些测试设备的光伏制造商，其他行业人士可能对这一领域了解不多。从一个硅料到最终的光伏组件，光伏产品需要经过哪些测试？光伏的测试设备有哪些？这些设备又有哪些特性？这些测试设备的测试原理又是怎样的？在光伏测试设备领域，有哪些市场机遇？

想知道这些问题，请提前锁定OFweek太阳能光伏网平台于2018年07月18日10:00进行的《Oriel系列光伏材料特性检测解决方案》在线研讨会。该研讨会由理波光电科技（无锡）有限公司技术工程师贺若愚博士主讲，将为观众科普光伏测试中比较常用的主要仪器，并对Oriel系列产品做简要介绍，重点讲述太阳光模拟器和量子效率测试系统。

Oriel品牌有近50年的历史，在光伏测试设备与解决方案领域有丰富的经验和良好的口碑。本次贺若愚博士将重点介绍两项测试仪器，其中太阳光模拟器在光伏材料的IV曲线测试中充当光源，是IV曲线测试不可缺少的主要组成部分。量子效率测试系统用来测量特定波长的入射光子数转化光电子的比例，用以表征材料对不同波长光子的光电转化效率。

根据国际行业标准，目前最高等级的太阳光模拟器为AAA级的太阳光模拟器，本次研讨会将对Oriel系列的太阳光模拟器做出总体介绍，着重讲述一种新型的小型ABA级LED光源的太阳光模拟器。这是一款结构紧凑，简单易用，超高性价比的太阳光模拟器。另外，贺若愚博士还将重点介绍QUANTX-300型量子效率测试系统，这是一款集成度高，开机即用型的设备。它含有多种设计专利，软件操作介面友好，可以测量内量子效率，外量子效率，光谱响应曲线，反射率曲线等多种参数。

对于光伏行业来说，光伏器件的测试一直是一个难题。而随着质量问题的凸显以及用户对光伏产品的了解，测试工作越来越重要。因为对于用户来说，这些测试就是对光伏组件20年寿命的保证；对于厂商来说，这些测试就是最好的广告词。光伏行业的发展也定然伴随着测试器件及设备的发展，这或许是您一直以来未曾了解的一环，但这绝对是您必须要了解的一环，同时这也是在未来充满机遇的一环。

心动不如行动，想要关注该研讨会，请锁定OFweek太阳能光伏网平台，2018年07月18日10:00， 《Oriel系列光伏材料特性检测解决方案》在线研讨会 ，我们不见不散。

点击参加研讨会： http://expo.ofweek-kom/index/meet/enter.xhtml?roomId=267

主讲人简介：

贺若愚，毕业于复旦大学物理系光学专业，获理学博士学位；2017年加入Newport理波公司，担任技术支持工程师，主要负责Oriel系列产品和光学元件产品的售前技术支持工作。

Oriel系列产品主要包括各类宽谱光源，光伏材料表征与测试设备，单色仪，光栅光谱仪，傅立叶变换红外光谱仪，以及相关的配件等。贺若愚博士将以专业的知识，热诚的态度帮您找到适用的产品和技术解决方案！

★外量子效率(External Quantum Efficiency, EQE)，太阳能电池的电荷载流子数目与外部入射到太阳能电池表面的一定能量的光子数目之比。

★内量子效率(Internal Quantum Efficiency, IQE)，太阳能电池的电荷载流子数目与外部入射到太阳能电池表面的没有被太阳能电池反射回去的，没有透射过太阳能电池的，一定能量的光子数目之比。

从上面可以看到，内量子效率的基数考虑了损耗（包括反射和复合），所以一般内量子效率要比外量子效率大。

内外量子一般用“光谱响应测试系统（光源、单色仪，斩波器、锁相放大器，积分球等搭建的测试平台）”来测量，基本原理就跟定义里一样，至于具体的原理，建议参考一下相关文献或光谱响应测试系统的说明书。

OK，我只能说这么多了。

太阳能电池的检测有很多方面，不过在实际中用到最多就两个1）伏安特性检测2）量子效率检测

先来说说伏安特性检测吧，也称为I-V特性，I-V特性再细分也可以为暗态和光照两种，所谓暗态就是没有光照情况下，给电池片两极加上电压，同时测试流过电池片的电流，说白了就是把电池当成二极管，看看它的暗电流大小，常用的仪器Keithley6517或者keithley2400，当然如果你有钱也可以用agilent4155c，以上设备随机都有测试软件，连接电脑就可以测试了（注意：keithley仪器和电脑连接需要GPIB卡），光照下的I-V特性就是加上太阳光模拟器模拟电池片在光照条件下的I-V特性曲线（把电池当电池），然后通过I-V特性曲线可以看出重要的参数，如：开路电压、短路电流、填充因子、最佳输出功率等。一般的在STC（标准测试条件）中要求太阳光模拟器的辐照强度在1000w/m2，也就是AM1.5。（太阳光模拟器也分等级，具体自己查国标，三A级的最好，当然价格也不菲，国内似乎没有生产的，都是有的美国的。）

2）再来说量子效率（QE）吧，所谓的量子效率就是太阳能电池吸对入射光产生的响应，理论上要么是1（E>Eg），要么是0(E<Eg)，而实际上由于电池内部存在缺陷及复合，电池表面存在着光的反射等，即使E>Eg光子也未必能被电池所吸收，假如被吸收，吸收后产生的电子-空穴对未必能有效分离，即使有效分离了也未必能被电极所收集。量子效率又分为内量子效率和外量子效率（IPCE），这两种区别在于外量子效率不计光的反射和透射，即外量子效率指的是入射到太阳能电池表面的每个光子产生的电子空穴对的比率，而内量子效率是指被电池吸收了的光子产生电子空相对比率，一般而言内量子效率>外量子效率。测量量子效率所用的测试仪器被称为QE系统，这个国内现在也可以生产，精度就不得而知了。QE系统一般由这几部分构成：功率可调的光源、滤光片、光栅光谱仪、透镜组合、锁相放大器等。国外比较有名的QE系统是Newport公司和Sciencetench公司的，当然价格也不菲，具体操作就很简单，都是程序控制，人只需要取片和放片、保存数据即可。

光电转化效率(IPCE)

    光电转化效率,即入射单色光子-电子转化效率(monochromatic incident photon-to-electron conversion efficiency，用缩写IPCE表示)，定义为单位时间内外电路中产生的电子数Ne与单位时间内的入射单色光子数Np之比.其数学表达式见公式：

    IPCE=(1240×Isc)/(λ×Pin)

    其中Isc、λ和Pin所使用的单位分别为μA cm-2 、nm和W m-2。

    太阳能电池的IPCE是指太阳能电池的电荷载流子数目与照射在太阳能电池表面一定能量的光子数目的比率。因此，太阳能电池的IPCE与太阳能电池对照射在太阳能电池表面的各个波长的光的响应有关。太阳能电池的IPCE与光的波长或者能量有关。如果对于一定的波长，太阳能电池完全吸收了所有的光子，并且我们搜集到由此产生的少数载流子（例如，电子在P型材料上），那么太阳能电池在此波长的IPCE为1。对于能量低于能带隙的光子，太阳能电池的IPCE为0。理想中的太阳能电池的IPCE是一个正方形，也就是说，对于测试的各个波长的太阳能电池IPCE是一个常数。但是，绝大多数太阳能电池的IPCE会由于再结合效应而降低，这里的电荷载流子不能流到外部电路中。用稍微专业点的术语来说的话，综合器件的厚度和入射光子规范的数目来说，太阳能电池的量子效率可以被看作是太阳能电池对单一波长的光的吸收能力。

    太阳能电池的IPCE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,从而得到太阳能电池的IPCE。通常太阳能电池IPCE的测试需要由宽带光源、单色仪、信号放大模块、光强校准模块、计算机控制和数据采集处理模块组成。

来源：http://www.cexci.com/Solar%20Cell%20Quantum%20Efficiency%20and%20IPCE%20Formula.html