太阳能电池光谱响应准确测量和分析研究

摘要

光谱响应特性是表征太阳能电池性能的重要参数之一，对于光谱响应的研究，有助于理解太阳能电池内部电流产生、复合以及扩散的机制，并能为如何进一步提高能量转化效率提供指导。对于敏化太阳能电池这类新型太阳能电池，光谱响应通常被表述成入射单色光光子到电子的转换效率(Monochromatic Incident Photon-to-Current Efficiency，简称IPCE)，虽然IPCE与光谱响应的单位不同，但从物理意义上来说它们是完全等价的。本文对太阳能电池光谱响应系统的设计以及准确测量进行了系统研究，自主研制了集直流法(DC)、准交流法(AC-a)及交流法(AC-b }三种方法于一体的IPCE测量系统，该系统可以自动控制、实时显示，普遍适用于包括硅基太阳能电池、纳米晶敏化太阳能电池、有机太阳能电池等在内的各种太阳能电池的IPCE及光电流时间响应的测量。通过系统的测量、比较，进一步研究了影响IPCE测量准确性的因素，并给出获得准确、可靠IPCE测量结果的条件