淺析量子效率測試儀中單色光的可行性
更新時(shí)間:2023-11-27 點(diǎn)擊次數:624
隨著(zhù)機器視覺(jué)的迅速發(fā)展,圖像傳感器的制造要求如靈敏度、結構設計等越來(lái)越高。圖像傳感器芯片(CCD或CMOS)的量子效率定義為在某一特定波長(cháng)的光照下,在一定曝光時(shí)間內,單個(gè)像素光敏面的吸收與累積的平均電荷數與輻射的平均光子數的比值,換句話(huà)說(shuō),即芯片在曝光時(shí)間內將到達像素光敏面的光子轉換為電子的百分比,與器件的幾何結構、材料等有關(guān),是衡量芯片性能的主要因素之一。
量子效率測試儀的工作原理,是用不同波長(cháng)的單色光依次照射到已知量子效率的參考太陽(yáng)電池上,產(chǎn)生對應波長(cháng)的電流,得到一組波長(cháng)和電流的數據,保持單色光的波峰值、半峰寬不變,再測量樣品太陽(yáng)電池的電流和波長(cháng)數據,二者相比即可得到樣品太陽(yáng)電池的量子效率。
通過(guò)單色儀轉化為單色光,經(jīng)過(guò)斬波器后變?yōu)橐粋€(gè)脈沖單色光,照射在太陽(yáng)電池上,采用鎖相放大器測量電池的電流信號。 單色儀通過(guò)機械結構旋轉光柵來(lái)改變出射光的波長(cháng),為去除光柵單色儀中的次光譜,需要同時(shí)旋轉濾色片輪來(lái)切換相應的濾色片,這樣一來(lái),速度較慢,容易出現機械故障。 采用多種波長(cháng)的LED作為單色光,利用高反射率光導管匯聚LED光,可以實(shí)現高的光利用率,制備出測量速度快、結構緊湊、造價(jià)低廉的LED量子效率儀。
量子效率測試儀利用不同的子電池來(lái)分別吸收不同波段太陽(yáng)光的能量,進(jìn)一步提高太陽(yáng)電池的轉換效率。 疊層太陽(yáng)電池中的子電池是串聯(lián)在一起的,以子電池中電流為疊層電池的限制電流。 為了提高疊層電池的轉換效率,需要調節各個(gè)子電池的電流并達到電流匹配,用量子效率儀分別測量疊層電池中每個(gè)子電池的電流,從而指導疊層電池的工藝和結構的改進(jìn),是疊層太陽(yáng)電池研究中的探測手段。
太陽(yáng)能為一種可再生的清潔能源,太陽(yáng)電池可將太陽(yáng)能直接轉換為電能,代替傳統發(fā)電方式,用于社會(huì )、經(jīng)濟、生活等方面。 量子效率(quantum efficiency, QE)是表征太陽(yáng)電池吸收不同波長(cháng)的光子后產(chǎn)生電子-空穴對的能力,是改進(jìn)電池的工藝和結構、提高太陽(yáng)電池轉換效率的一種測試手段。