太阳能电池基本知识

太阳电池的光谱响应和量子效率测试对提高生产工艺水平（例如制绒、扩散、背场等工艺）

和研究电池片的性能有重要的参考价值。太阳能电池的光谱性能主要包括光谱响应（A/W），

内、外量子效率（%），光谱透射率（%），光谱反射率（%），短路电流密度（mA/cm2）等。

光谱响应R（λ）是指在某一特定波长λ 处，太阳能电池输出的短路电流I（λ）与入射到

太阳能电池上的辐射功率Φ（λ) 的比值：

R（λ)= I（λ)/Φ（λ） （ A/W）

量子效率可以表示为：

η（λ)=1.24×R（λ）/λ

短路电流密度是将标准太阳（AMN) 的光谱辐射曲线和电池片的光谱响应曲线相乘并对电池片

的整个响应波段进行积分得到的单位面积电池片在标准太阳（AMN) 照射下所产生的短路电流密度。

Jsc（AMN)= ∫ PAMN（λ)•R（λ)dλ（ mA/cm2）

假设电池片的光谱响应均匀一致，则短路电流密度乘以电池片的总响应面积S 就可以得到该电池

片在标准太阳（AMN) 照射下的短路电流:

Isc= Jsc（AMN)•S （ A）

比如在某个特定波长λ 下，有10 份光子入射到电池表面，其中有2 份被电池片反射回来，有1 份

透过了电池片，剩下的7 份被电池片吸收并转化出6 份的电子，还有1 份可能转换成热能或损耗在

其他上面（比如晶格等），那么我们可以这样来理解这几个概念：

透射率：电池片的透射光强度与入射光强度之比

t（ λ)=1/10=10%

反射率：电池片的反射光强度与入射光强度之比

R（ λ)= 2/10=20%

外量子效率：总的入射光子产生电子的效率

EQE=6/10=60%

内量子效率：被电池片吸收的光子产生电子的效率

IQE=6/（10-1-2) ≈ 85.7%

从光谱响应和量子效率曲线中我们可以得到非常丰富的信息(硅电池光谱响应测试与实际工艺性能的关系)：

★光谱响应曲线：反映了电池将不同波长的辐射转换成电的能力

★反射率曲线：反映了减反膜和制绒的综合效果

★外量子效率曲线：反映了电池片将光子转化成电子的效率

★内量子效率曲线：反映电池片材料的好坏

不同波段代表的含义

短波部分：如果量子效率不能很快的上升到较高值，说明制绒和P-N 节的制作工艺有问题，

对紫外光来说一般都在200 ～ 300 纳米左右，全部被电池片吸收而转换成电能。如果不能

很快达到高值，有可能是紫外光过多被电池表面反射，或扩散后的P-N 节不能将电能及时传出来。

中波部分：内量子效率的点反映了电池片材料的性能，好的航空片甚至可以达到99%，

如果不达到95%说明材料也可能不够好。

长波部分：红外辐射很容易透过硅片，如果不做背场，红外部分的量子效率会早早从高处降下来，

背场做好了，红外辐射被反射回来继续参与光电转换，这部分的量子效率也会明显提高。

NBET-SPEC系列太阳能

电池量子效率测试系统

NBET-SPEC系列是一款基于太阳能电池量子效率测试的多功能实验平台。

用于测试太阳电池的光谱响应度、外量子效率、内量子效率、反射率、

透射率、短路电流密度、量子效率Mapping和反射率Mapping。

适用材料：
单晶硅Si、多晶硅mc-Si、非晶硅α-Si、砷化镓GaAs、镓铟磷GaInP、磷化铟InP、

锗Ge、碲化镉CdTe、铜铟硒CIS、铜铟镓硒CIGS、染料敏化DSSC、有机太阳电池Organic

Solar Cell、聚合物太阳电池Polymer Solar Cell等。
适用结构：
单结Single junction、多结multi junction、异质结HIT、薄膜thin film、高聚光HPV 等。

系统特点：

多种规格光源可选，保证从200-2500nm 范围辐射稳定、能量高；

高精度分光系统，保证良好的波长准确度和重复性，杂散光小，配自动滤光片轮，

消除多级光谱影响；

相关法检测，配合电磁屏蔽技术，具有*弱信号处理能力，有效提高信噪比，

保证测量精度；

兼容直流和交流两种测量方式，更针对不同种类的太阳电池配置不同类型的前置放大器，

确保弱信号检测，模式切换方便；

IQE 和EQE 同点同时测量；

针对不同的测量方式和电池片种类配置不同类型的样品室及样品架，夹持方便，

电极接触好，对弱信号测试干扰小；

精密快门控制光路闭合；

可选恒温、变温设备，方便对电池片进行温度控制；

可选真空吸附样品测试台，可定制专属测试台；

高性能信号自动切换控制，完成各类信号的切换；

可选光路监视，有效扣除光源不稳定带来的测试误差；

系统软件：

集成了分光系统、多级谱滤除装置、弱信号处理系统等的参数设置和选择；

自动扫描、信号放大、A/D、数据采集；

兼容通量法和均匀照度法两种测量方式，并根据不同测量方式采用不同的公式进行数据计算与处理；

图、表文件自动生成与显示；

多种格式的数据和图片备份和打印输出功能；

多组数据对比功能；

自动mapping；

粗大误差的自动去除，系统误差、线性误差、周期误差、T 误差的自动校验。

系统应用：

规格指南：

NBET-IV太阳能

电池IV特性测量系统
  在太阳能光伏器件的所有性能表征手段中，IV特性测试无疑是最直观、

效、最被广泛应用的一种方法。通过测量IV特性曲线，并进一步进行

数据分析处理，可以直接了解到光伏器件的各项物理性能，包括光电转换的效率、

填充因子等。这些数据可以为光伏器件的研究、质检以及应用提供可靠的依据。

我们提供高性价比的IV特性测试系统，并提供最完善、的技术支持。