淺析量子效率測試儀中單色光的可行性

　　隨著機器視覺的迅速發(fā)展，圖像傳感器的制造要求如靈敏度、結(jié)構(gòu)設(shè)計等越來越高。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的光照下，在一定曝光時間內(nèi)，單個像素光敏面的吸收與累積的平均電荷數(shù)與輻射的平均光子數(shù)的比值，換句話說，即芯片在曝光時間內(nèi)將到達像素光敏面的光子轉(zhuǎn)換為電子的百分比，與器件的幾何結(jié)構(gòu)、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，是用不同波長的單色光依次照射到已知量子效率的參考太陽電池上，產(chǎn)生對應(yīng)波長的電流，得到一組波長和電流的數(shù)據(jù)，保持單色光的波峰值、半峰寬不變，再測量樣品太陽電池的電流和波長數(shù)據(jù)，二者相比即可得到樣品太陽電池的量子效率。
 

　　通過單色儀轉(zhuǎn)化為單色光，經(jīng)過斬波器后變?yōu)橐粋€脈沖單色光，照射在太陽電池上，采用鎖相放大器測量電池的電流信號。 單色儀通過機械結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)光柵來改變出射光的波長，為去除光柵單色儀中的次光譜，需要同時旋轉(zhuǎn)濾色片輪來切換相應(yīng)的濾色片，這樣一來，速度較慢，容易出現(xiàn)機械故障。 采用多種波長的LED作為單色光，利用高反射率光導(dǎo)管匯聚LED光，可以實現(xiàn)高的光利用率，制備出測量速度快、結(jié)構(gòu)緊湊、造價低廉的LED量子效率儀。

 

　　量子效率測試儀利用不同的子電池來分別吸收不同波段太陽光的能量，進一步提高太陽電池的轉(zhuǎn)換效率。 疊層太陽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(zhuǎn)換效率，需要調(diào)節(jié)各個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子電池的電流，從而指導(dǎo)疊層電池的工藝和結(jié)構(gòu)的改進，是疊層太陽電池研究中的探測手段。
 

　　太陽能為一種可再生的清潔能源，太陽電池可將太陽能直接轉(zhuǎn)換為電能，代替?zhèn)鹘y(tǒng)發(fā)電方式，用于社會、經(jīng)濟、生活等方面。 量子效率(quantum efficiency, QE)是表征太陽電池吸收不同波長的光子后產(chǎn)生電子-空穴對的能力，是改進電池的工藝和結(jié)構(gòu)、提高太陽電池轉(zhuǎn)換效率的一種測試手段。