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文档简介

在太阳能电池测中的在太阳能电池测中的 IPCE 和和 PCE 在太阳能电池的测试过程中, 我们最关心的是其能量转换效率。 就是太阳能电池能够把多少的太阳 光能转换为电能,也就是 PCE(Power Conversion Efficiency)PCE(Power Conversion Efficiency). 光照射太阳能电池可以通过测试短路电流(Isc)和开路电压 (Voc),并且同时获得最大输出功率 (Pmax)。如图 1 所示。通过这几个参数可以计算出太阳能电池的填充因子(FF),FF= P? V?I? 图 1图 1 PCE 测试图 测得入射光的功率 P in。就可以计算出 PEC 的大小来。例如,太阳光模拟器入射光强度密度 Pin=100mW/cm2(一个太阳的功率密度)。 Voc(V) Isc(mA/cm2)Pmax(mW/cm2)Pin(mw/Cm2) FF Voc(V) Isc(mA/cm2)Pmax(mW/cm2)Pin(mw/Cm2) FF 太阳能电池 0.61 3.6 1.22976 100 0.56 PCEPCE=P? P? =?.? ? =1.23% 现在许多商用测试装置可以自动获得这些结果,不需要再手动计算。例如 zahner CIMPS 就可以直 接得到,短路电流,开路电压,最大功率,填充因子以及 PCE 的值。如图 2 所示。 图 2图 2 直接获得各种参数 IPCE 是指入射单色光子-电子转化效率IPCE 是指入射单色光子-电子转化效率。 IPCE 的计算公式为: 显然 IPCE 和 PCE 不同的概念,PCE 没有考虑入射光的波长问题。而 IPCE 是在一定波长的光子照射 下产生的光电子的比例。IPCE 测试使用的是单波长光源,在一定输入功率的光照射下,测量获得 太阳能电池产生的光电子(电流)。从而得到在特定波长下的 IPCE 值。通常为了获得 IPCE 在一段 波长范围内的连续曲线。如图 3. 图 3图 3 IPCE 在不同波长下的曲线 为了获得图 3 所示的 IPCE 曲线图,我们实验中需要产生单色波长的装置,以便我们能够获得在不 同波长下的 IPCE 曲线。 现在市面上有两种不同设计的 IPCE 仪器。 一种是以光栅为单色仪的仪器 (如 美国 Newport)。另外一种是仪系列单色二极管为单色仪的设备(德国 Zahner)。测试范围基本上是 300-1000nm.以单色二极管为光源的 IPCE 具有不少优点, 由于没有光栅,

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