QFLS準費米能級分裂測試儀

(Quasi-Fermi Level Splitting Tester)

QFLS準費米能級分裂測試儀由德國柏林亥姆霍茲中心（HZB） spin-off出來的QYB Quantum Yield Berlin GmbH公司的科學家們研發。該團隊于2020年創造了鈣鈦礦/硅疊層太陽能電池效率的世紀記錄29.15%，相應文章發表在Science上（DOI: 10.1126/science.abd4016）。

用于測試太陽能電池、LEDs等光電器件的絕對電致發光光譜和光致發光光譜，并計算iVoc 暗指開路電壓、EL/PLQY量子產率，QFLS準費米能級分裂等。該設備設計緊湊，操作便捷，可放置手套箱內。

l
技術特點：

ELQY/PLQY靈敏度≥1E-6

       *ELQY電致發光量子產率，

       *PLQY光致發光量子產率

絕對光通量測量

絕對EL/PL譜檢測

直接EL/PLQY量子產率計算

直接QFLS準費米能級分裂計算

理想因子計算

Pseudo-JV構建

激光光強掃描測量

電學偏壓掃描測量

自動連續激光光強可調0.001~10“suns"

偏置電流/電壓功能

整合了SMU

l 軟件操作界面：

軟件顯示在各種變化激發條件下，測量樣品發光光譜.

*上部分窗口：顯示發射光譜，相機視野，并計算LuQY（ELQY/PLQY）和 QFLS的值。

*下部分窗口：樣品信息(“1" -增加QFLS計算可信度) 和調節激發及測試設定 (“2" – “4").

軟件采用了兩種QFLS準費米能級分裂計算方法，并會自動選擇為各自測量選擇*高可信度的方法。這可以取決于發射類型（例如，寬子帶隙發射）以及用戶是否提供光吸收數據。

l 直接QFLS準費米能級分裂預測：

-不要求樣品的指定數據，可信度低

-可靠QFLS準費米能級分裂預測針對低子帶隙發射和低斯托克斯位移發射

l 精細QFLS準費米能級分裂預測：

-提供樣品指定吸收數據，增加QFLS準費米能級分裂可信度

-光學帶隙，短路電流密度Jsc@STC和EQE外量子效率@532nm能手動輸入或者從EQE/吸收光譜提取

-提供樣品數據可以實現設定點激發設置（例如：1sun等效激光激發）和提高QFLS準費米能級分裂預測精度。

l 系統分辨能力

a)極限激光強度分別光斑尺寸0.1和1cm²下，樣品的光學帶隙（假定：樣品理想吸收，光子能量以下為0，光學帶隙能量以上為1）

b) LuQY(EL/PLQY)光學帶隙能量可分辨（假定：a）樣品理想吸收，發射斯托克斯位移為0，虛線為LuQY分辨率@不同激發強度，光斑尺寸0.1和1cm²。

l 技術規格

光子激發波長：532 nm

極限激光功率：140 mW

可調光子激發強度（等效電流）：4 μA - 40 mA

光子激發光斑（可選）：0.1 cm2 / 1 cm2

光譜測量范圍：550 - 1050 nm

下限可分辨發光量子產率：1E-6

積分時間：1 ms – 35 min

光譜取樣間隔：1 nm

信噪比：600:1

電流電壓源和測量單元：±10 V, ±150 mA

電壓源精度：10 mV

電壓感應精度：50 μV

電流感應精度：100 nA, 1 μA, 10 μA

樣品夾具：可定制（樣品尺寸30mmX30mmX10mm）

                 測試子樣品數量：6 subcells

設備尺寸：220 mm x 390 mm x 120 mm

重量：6.1 kg

注：LuQY Pro激光器強度校準為絕對光子數依據certified reference solar cells from Fraunhofer ISE CalLab PV Cells。LuQY Pro光譜靈敏度校準為絕對光子數依據可追溯NIST已知光通量的燈。

參考文獻：

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