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太阳能电池专用光谱成像及特性分析系统

基本信息
产品名称:
太阳能电池专用光谱成像及特性分析系统
英文名称:
国产/进口:
进口
产地/品牌:
国外
型号:
1
参考报价:
面议
总点击数:
659
更新日期:
2026-04-03
产品类别:

性能参数
太阳能电池是一种通过光电效应或光化学反应直接把光能转化为电能装置。由于太阳能是一种清洁能源,因此光伏技术近年来备受关注。光伏材料的转换效率随着技术的发展也有了显著的提高。例如自从2009年日本科学家Miyasaka首次报道钙钛矿太阳能电池以来,在短短的几年内,钙钛矿太阳能电池的光电转换效率从3.8%上升到22.7%。尽管钙钛矿电池拥有诸多优点,但是由于材料的不均一性和无法低成本大规模生产限制了钙钛矿电池的发展。为了解决这些问题,研究人员需要高性能和专业的测试工具研究材料性能的空间分布。
  为了解决这些问题,加拿大Photon 公司和法国光电能源研究和发展研究所为太阳能电池分析共同研发了高光谱成像设备(IMA™)。基于独特的体布拉格光栅滤波片技术,采用革新的二维成像技术,不同于常规的荧光成像设备,这是一款一次性可全视野成像的设备,可快速获得钙钛矿电池的荧光成像和电致发光成像,用于研究产品的缺陷、约束条件和光电特性的。



与传统的共聚焦显微成像设备相比,高光谱成像设备拥有以下优势:
1) 单次整视场成像。与常规的共聚焦显微镜需要逐点扫描或逐行推扫所不同,该高光谱成像系统允许在显微镜下获取整个视场不同波长的像。使用百万像素相机,通过滤波后图像的采集可提供样品表面数百万个点上的光谱信息。这种成像方式将打打减小图像采集时间,与传统成像方式比较时间将减少2-3个数量级。例如,采集150´150μm光谱信息,使用高光谱成像设备只需要大概8分钟,但是使用常规共聚焦设备需要几百个小时才能完成。
2) 在PL成像实验中该系统的激发光源在视野中的强度是均匀分布的。在传统的共聚焦设备中,激发光源是聚焦在一个点上(~1μm),这将导致载流子向没有激光照射的区域迁移造成载流子复合,使的PL信号明显降低,需要将激发光的功率提高到 1000个太阳的光照这与光伏材料的工作环境严重不符,并对结果的提取与解释带来诸多影响。由于高光谱成像设备的光源是均匀的照射到样品上的,因此避免了上述情况,并且光源功率可从1-500个太阳的光照可调。
3) 可获得光谱强度的定量值。PL(photoluminescence)和EL(Electroluminescence)包含了材料或器件的诸多信息,但是传统荧光技术表征提供的数据单位都是arbitrary units, 这并不是一个定量的数值,这将大大限制了对光谱结果的深度挖掘。为了解决该问题,IRDEP和Photon 研发了定量校准办法,使该高光谱设备可以确定在固定能量的激发光下,样品每个点发射光子的定量数值。通过这种校准,研究人员可进一步探究普朗克定律,和太阳能电池的外部量子效率(EQE)和在给定电压下电致发光的相互关系。以及Voc和饱和电流等。
 
    1. 如图2 显示了CIS样品的光致发光图像,其中使用的激发光波长为532nm。整视野成像可以快速探测样品空间上不均匀性,通过该技术研究人员可以监控不同属性在空间上的分布。图1,为图2上所选区域的光谱信息。此外,通过光谱的定量校正还可以得到设备的光电特性(例如:EQE, Voc等)
  1.  
我们主要利用高光谱设备探究了CIGS太阳能电池的光致发光光谱成像(532nm,激光强度为580个太阳辐射)和电致发光光谱成像(使用源表,Vapp = 0.95 V.)。图1,显示了CIGS的PL和EL光谱,并通过定量校正,结合广义普朗克定律分别获得了准费米能级分裂Δμeff,并利用太阳能电池和LEDS之间的相互关系,通过EL图谱可以推到出EQE,等信息。
    • 在固定能量的激发光下,样品每个点发射光子的定量数值,这一功能可以是科研人员可以从PL图像中直接获得太阳能电池的准费米能级分裂图Δμeff。准费米能力具有重要意义,因为它与电池的电压和饱和电流相关。如图1,为GaAs的准费米能级分裂Δμeff/q 的二维图,这是利用GaAs太阳能电池的定量光致发光图谱根据广义普朗克定律计算出来。测量的准费米能级分裂为Δμeff= 1.1676±0.010eV,在电接触附近(图1中间的垂直蓝线)和电池的外部边界附近有稍微下降。结果与之前的GaAs文献中的研究结果一致。
  1. 近年来,以CH3NH3PbI3为代表的具有钙钛矿晶型的有机金属卤化物在光电领域的应用吸引了广泛的研究兴趣。作为一种新兴的半导体光电转换材料,它具有高消光系数(105 cm-1)、长载流子寿命(~μs)、低缺陷态浓度、低激子束缚能以及可低成本溶剂制备等诸多优点。基于该类材料的薄膜太阳能电池(钙钛矿太阳能电池) 的光电转换效率已经超过22%,超过了多晶硅太阳能电池,具有较好的应用前景。同时,该材料在光电探测、发光、高能射线探测及非线性光学等方面均展现出良好的性能,成为光电物理、材料(器件)物理和化学等交叉领域的研究热点。但是关于钙钛矿电池的诸多工作机制还不是很清楚,因此利用高光谱成像设备研究了CH3NH3PbI3太阳能电池的主要性能,进行了空间和光谱分辨的EL和PL成像。EL采用源表施加的电压范围是1.05至1.2V,PL使用的是532nm的激光(约30个太阳辐射)。通过定量校准,从EL和PL光谱直接获得了准费米能级分裂和电子传输效率,如下图所示。
    •  
图2 为钙钛矿材料的透射率成像

产品参数:
SPECTRAL RANGE VIS - SWIR Model
  400 - 1620 nm
VIS
  400-1000 nm
SWIR
  900-1620 nm
SPECTRAL RESOLUTION < 2nm < 4 nm
CAMERA ccdemccdscmos ZephIR 1.7
EXCITATION WAVELENGTHS
  (up to 3 lasers)
405, 447, 532, 561, 660, 730, 785 or 808 nm
MICROSCOPE Upright or Inverted; Scientific Grade
SPATIAL RESOLUTION Sub-micron
  (limited by the microscope objective N.A.)
MAXIMUM SAMPLE SIZE 10 cm x 10 cm
X, Y TRAVEL RANGE 76 mm x 52 mm
Z-STAGE RESOLUTION 100 nm
ILLUMINATION
  Illumination option
Diascopic, Episcopic, LED, HG,
  Epifluorescence module, Darkfield module
WAVELENGTH ABSOLUTE ACCURACY 0.25 nm
VIDEO MODE Megapixel camera for sample visualization
DATA PROCESSING Spatial filtering, statistical tools, spectrum extraction, data normalization,   spectral calibration, overlay, central position map, etc.
HYPERSPECTRAL DATA FORMAT HDF5, FITS
SINGLE IMAGE DATA FORMAT HDF5, CSV, JPG, PNG, TIFF
                                              SOFTWARE   PHySpec™
                                           DIMENSIONS ≅ 150cm x 85 cm x 82 cm
                                                   WEIGHT ≅ 80 kg
 
公司简介

上海昊量光电设备有限公司是目前国内知名光电产品专业代理商,也是近年来发展迅速的光电产品代理企业。除了拥有一批专业技术销售工程师之外,还有拥有一支强大技术支持队伍。我们的技术支持团队可以为客户提供完整的设备安装,培训,硬件开发,软件开发,系统集成等工作。为客户提供适合的产品和提供完善的服务是我们始终秉承的理念!

自2008年成立以来,昊量光电专注于光电领域的技术服务与产品经销,致力于引进国外先进性与创新性的光电技术与可靠产品,为国内前沿的科研与工业领域提供优质的产品与服务,助力中国智造与中国创造!

目前,昊量光电已经与来自美国、欧洲、日本的多家知名光电产品制造商建立了紧密的合作关系。其代理品牌均处于相关领域的发展前沿,产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、精密光学元件等,所涉足的领域涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究与国防等。近年来,我们也专注于前沿的细分市场,为量子光学、生物显微、物联传感、精密加工、先进激光制造等领域的客户提供系统解决方案。

秉承诚信、高效、创新、共赢的核心价值观,昊量光电坚持以诚信为基石,凭借高效的运营机制和勇于创新的探索精神为我们的客户与与合作伙伴不断创造价值,实现各方共赢!

立足于光电产业,昊量光电始终坚持价值创造与创新,赢得客户与合作伙伴的认可,不断拓展业务领域的新边疆,立志打造国际一流的代理服务品牌!

 上海昊量光电设备有限公司与国外多家知名光电产品制造商建立了紧密的合作关系,代理品牌包括瑞士Zurich Instruments公司:瑞士Green TEG公司:美国Pranalytica公司:美国Meadowlark optics公司:美国Mesa Photonics公司:法国IXFiber公司:立陶宛WOP公司:英国Qioptiq公司:加拿大Excelitas公司:德国CeramOptec公司:英国Gooch&Housego;公司:美国CTI公司:德国INSION 公司:法国manlight公司:瑞典LC-Tec公司:美国Lincoln Laser公司:意大利Bright Solutions公司:英国Power Photonic公司:美国OptiGrate公司:法国Cristal Laser公司:美国BNS公司:加拿大Nüvü公司;:德国TEM Messtechnik GmbH公司:法国Alpao公司:日本吉奥马(GEOMATEC)公司:法国Oxxius公司:法国Photline公司:美国Hinds Instruments公司:美国Vixar公司:美国ConOptics公司:美国Iris AO公司:日本Japan cell公司:德国Cinogy公司:加拿大Photon etc公司:法国Leukos公司:法国Horus Laser公司:法国Aurea Technology 公司:法国Phasics公司:韩国Nanobase公司:俄罗斯Scontel公司:加拿大Photon Control公司:加拿大Attodyne公司:法国Resolution Spectra公司:法国NeThis公司,美国Longwave公司等。

 上海昊量光电设备有限公司所代理产品均处于相关领域的发展前沿,包括:

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 激光器

 激光加工系统

 调制器

 光学/激光测量设备

 光谱仪及成像光谱仪

 光纤/光纤器件

 晶体

 光学部件

 其他光电产品

 探测器/光子计数器

 实验室电子产品

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 相机

 宽带光源

 

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