IPCE測(cè)試系統(tǒng)通過(guò)用波長(zhǎng)可調(diào)的單色光照射太陽(yáng)能電池，同時(shí)測(cè)量太陽(yáng)能電池在不同波長(zhǎng)的單色光照射下產(chǎn)生的短路電流，從而得到太陽(yáng)能電池的IPCE。通常太陽(yáng)能電池IPCE的測(cè)試需要由寬帶光源、單色儀、信號(hào)放大、模塊、光強(qiáng)校準(zhǔn)模塊、計(jì)算機(jī)控制和數(shù)據(jù)采集處理模塊組成。IPCE測(cè)試系統(tǒng)的特點(diǎn)是用調(diào)制光代替直流光，減少了雜散光、噪聲等對(duì)測(cè)量精度的影響。
同時(shí)采用錐腔型熱釋電探測(cè)器代替熱電堆探測(cè)器，用鎖相測(cè)量?jī)x器代替直流測(cè)量?jī)x器并增加溫度控制，以便提高測(cè)量系統(tǒng)的靈敏度和光譜響應(yīng)度標(biāo)準(zhǔn)的平坦程度，進(jìn)而提高準(zhǔn)確度。以以雙單色儀代替單色儀，大大減少雜散光，同時(shí)增加了光譜響應(yīng)度的絕對(duì)定標(biāo)問(wèn)。該系統(tǒng)可以根據(jù)用戶靈活地根據(jù)客戶需求進(jìn)行變形、組合?？梢酝瓿衫缣?yáng)能電池IPCE測(cè)試，光電器件光譜響應(yīng)度分析等實(shí)驗(yàn)。
IPCE 我們一般稱之為光電轉(zhuǎn)化效率或單色光光電轉(zhuǎn)換效率，學(xué)術(shù)術(shù)語(yǔ)為入射單色光子-電子轉(zhuǎn)化效率(monochromatic incident photon-to-electron conversion efficiency 用縮寫(xiě)IPCE表示)。IPCE的定義為：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)外電路中產(chǎn)生的電子數(shù)Ne與單位時(shí)間內(nèi)的入射單色光子數(shù)Np之比，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：IPCE=1240lsc/1 Pin)其中l(wèi)sc、l和Pin所使用的單位分別為uAcm-2、nm和Wm-2。
IPCE測(cè)試系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用中，考慮到IPCE與光捕獲效率LHE(I)電子注入量子效率fimj及注入電子在納米晶膜與導(dǎo)電玻璃的后接觸面上的收集效率fc三部分相關(guān)，對(duì)公式進(jìn)行修正。所以對(duì)于同一體系，兩者相比，IPCE(I)能更好地表示電池對(duì)太陽(yáng)能的利用程度，因?yàn)閒(I)只考慮了被吸收光的光電轉(zhuǎn)化，而IPCE(I)既考慮了被吸收光的光電轉(zhuǎn)化又考慮了光的吸收程度。譬如，若某電極的光捕獲效率為1%，而實(shí)驗(yàn)測(cè)得量子效率f(I)為90%，但其IPCE)只有0.9%。作為太陽(yáng)能電池，必須考慮所有入射光的利用，所以用IPCE(I)表示其光電轉(zhuǎn)化效率更合理；作為L(zhǎng)B膜或自組裝膜敏化平板電極的研究主要用來(lái)篩選染料而不太注重光捕獲效率，所以常用f(I表示光電轉(zhuǎn)化效果。在染料敏化太陽(yáng)能電池即DSSC中，IPCE(I)與入射光波長(zhǎng)之間的關(guān)系曲線為光電流工作譜。
太陽(yáng)能電池的IPCE是指太陽(yáng)能電池的電荷載流子數(shù)目與照射在太陽(yáng)能電池表面一定能量的光子數(shù)目的比率。因此，太陽(yáng)能電池的IPCE與太陽(yáng)能電池對(duì)照射在太陽(yáng)能電池表面的各個(gè)波長(zhǎng)的光的響應(yīng)有關(guān)。太陽(yáng)能電池的IPCE與光的波長(zhǎng)或者能量有關(guān)。如果對(duì)于一定的波長(zhǎng)，太陽(yáng)能電池*吸收了所有的光子，并且我們搜集到由此產(chǎn)生的少數(shù)載流子(例如，電子在P型材料上)，那么太陽(yáng)能電池在此波長(zhǎng)的IPCE為1。對(duì)于能量低于能帶隙的光子，太陽(yáng)能電池的IPCE為0。
IPCE測(cè)試系統(tǒng)理想中的太陽(yáng)能電池的IPCE圖形是一個(gè)正方形，也就是說(shuō)，對(duì)于測(cè)試的各個(gè)波長(zhǎng)的太陽(yáng)能電池IPCE是一個(gè)常數(shù)。但是，絕大多數(shù)太陽(yáng)能電池的IPCE會(huì)由于再結(jié)合效應(yīng)而降低，這里的電荷載流子不能流到外部電路中。用專業(yè)術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō)的話，綜合器件的厚度和入射光子規(guī)范的數(shù)目來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)能電池的量子效率可以被看作是太陽(yáng)能電池對(duì)單一波長(zhǎng)的光的吸收能力。
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