量子效率（QE）是評(píng)估太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換性能的核心指標(biāo)，直接反映不同波長(zhǎng)光子激發(fā)載流子的能力。太陽(yáng)能電池量子效率測(cè)量系統(tǒng)通過(guò)優(yōu)化光學(xué)設(shè)計(jì)、檢測(cè)機(jī)制與數(shù)據(jù)處理邏輯，在不損傷電池結(jié)構(gòu)的前提下實(shí)現(xiàn)快速精準(zhǔn)檢測(cè)，為電池研發(fā)、生產(chǎn)質(zhì)控提供高效支撐。
無(wú)損檢測(cè)的核心在于“非接觸式激發(fā)-探測(cè)”設(shè)計(jì)，避免物理接觸對(duì)電池表面柵線、鈍化層的破壞。系統(tǒng)采用脈沖氙燈或溴鎢燈作為寬光譜光源，通過(guò)光纖導(dǎo)光將光束均勻投射至電池表面，光子能量?jī)H作用于電池內(nèi)部的光電轉(zhuǎn)換層，激發(fā)電子-空穴對(duì)，不會(huì)產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力或熱損傷。檢測(cè)端采用非接觸式探針臺(tái)，探針僅輕觸電池電極引出電流信號(hào)，壓力控制在5gf以內(nèi)，遠(yuǎn)低于電池電極的耐受閾值，規(guī)避接觸損傷風(fēng)險(xiǎn)。
快速檢測(cè)的實(shí)現(xiàn)依賴“光譜快速掃描+信號(hào)并行處理”雙重技術(shù)路徑。傳統(tǒng)單色儀采用機(jī)械光柵掃描，波長(zhǎng)切換需數(shù)秒，而現(xiàn)代系統(tǒng)搭載陣列式單色器，通過(guò)微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）控制光柵陣列，可在0.1秒內(nèi)完成200-1200nm全光譜的波長(zhǎng)切換與分光，同時(shí)配合多通道探測(cè)器，實(shí)現(xiàn)不同波長(zhǎng)光信號(hào)的并行采集，將單塊電池的全光譜QE測(cè)量時(shí)間從傳統(tǒng)的10分鐘壓縮至30秒以內(nèi)。
信號(hào)處理環(huán)節(jié)的優(yōu)化進(jìn)一步提升檢測(cè)效率與精度。太陽(yáng)能電池量子效率測(cè)量系統(tǒng)配備高靈敏度鎖相放大器，可從環(huán)境噪聲中提取微弱的光生電流信號(hào)，信噪比提升至1000:1以上，無(wú)需長(zhǎng)時(shí)間信號(hào)累積。同時(shí)，內(nèi)置的標(biāo)準(zhǔn)電池校準(zhǔn)模塊可自動(dòng)完成光譜響應(yīng)校準(zhǔn)，省去人工校準(zhǔn)的繁瑣步驟，校準(zhǔn)時(shí)間縮短至5分鐘，且校準(zhǔn)數(shù)據(jù)可存儲(chǔ)復(fù)用，大幅提升批量檢測(cè)效率。
系統(tǒng)集成化設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)高效檢測(cè)的另一關(guān)鍵。現(xiàn)代測(cè)量系統(tǒng)將光源、單色器、探測(cè)器、探針臺(tái)與數(shù)據(jù)處理單元集成于一體，采用自動(dòng)化控制軟件，可實(shí)現(xiàn)樣品自動(dòng)定位、測(cè)量參數(shù)一鍵設(shè)置、數(shù)據(jù)自動(dòng)分析與報(bào)告生成的全流程自動(dòng)化。針對(duì)量產(chǎn)線場(chǎng)景，系統(tǒng)還可與傳送帶聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)電池片的連續(xù)上料、檢測(cè)與分揀，每小時(shí)可完成800-1000塊電池的檢測(cè)，滿足工業(yè)化生產(chǎn)的高通量需求。
此外，太陽(yáng)能電池量子效率測(cè)量系統(tǒng)的無(wú)損特性還體現(xiàn)在檢測(cè)后電池的可用性上，經(jīng)過(guò)QE測(cè)量的電池片仍可正常進(jìn)入后續(xù)封裝工序，不會(huì)造成樣品損耗。這種“快速檢測(cè)+0損耗”的優(yōu)勢(shì)，使其既適用于研發(fā)階段的精細(xì)測(cè)試，也能滿足量產(chǎn)環(huán)節(jié)的高效質(zhì)控，成為太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)提升產(chǎn)品性能與生產(chǎn)效率的重要技術(shù)裝備。
