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光谱测量系统:如何提升性能?这个厂商不容错过!
更新时间:2025-09-16浏览:25次

量子效率(QE)是光电器件将入射光子转为有效电子(或光子)的关键性能指标,量子效率测试系统通过精准光学与电学测量,定量计算该指标,为器件研发、生产及质控提供核心数据支撑。

一、核心原理与构成

量子效率公式为:量子效率 = 有效转换电子数(或光子数)/ 入射光子数 ×100%,分外量子效率(EQE,含表面反射损失)与内量子效率(IQE,仅算内部转换,IQE=EQE / 光吸收效率)。

系统通过 “生成单色光入射器件→测入射光子数与器件输出电子数→计算 QE" 实现功能,核心由 4 大模块构成:

模块

功能

关键组件

光源与单色光生成

提供宽光谱稳定光,分解为特定波长单色光

氙灯 / 卤钨灯、单色仪、滤光片

光功率校准

测入射光功率以算光子数

标准硅 / InGaAs 探测器、积分球

器件测试与信号采集

提供工作条件,采集输出电信号

Keithley 源表、低温恒温器、探针台

数据处理与控制

同步控制模块,计算 QE 并生成报告

专用测试软件、数据存储单元

二、核心应用领域

1. 光伏领域

太阳能电池的 QE 直接反映其对不同波长光的响应能力,是比转换效率更精准的指标。

• 研发:分析紫外、可见、近红外波段 QE 差异,定位瓶颈(如近红外 QE 低可能是材料光吸收不足);

• 生产:批量检测 QE 一致性,筛选缺陷产品(如 QE 曲线异常可能因电池隐裂);

• 特殊场景:测试钙钛矿、叠层电池 QE,验证光谱利用能力。

2. 图像传感器领域

CMOS/CCD 传感器的 QE 决定弱光灵敏度(QE 越高,弱光成像越清晰)。

• 优化灵敏度:测不同波长 QE,指导像素结构设计(如调整光电二极管厚度);

• 校准色彩:通过 QE 曲线匹配彩色滤光片,避免成像偏色;

• 特种测试:针对近红外传感器,重点测 700-1100nm 波段 QE。

3. 发光器件领域

LED/OLED 的 EQE(输出光子数 / 注入电子数 ×100%)决定亮度与能耗。

• 研发:分析 EQE - 电流 / 波长曲线,解决效率滚降(高电流下 EQE 下降)问题;

• 生产:依 EQE 分级,高 EQE 用于高*显示屏,低 EQE 用于普通照明;

• 新型器件:测试 Micro-LED、QLED 的 EQE 均匀性,避免显示屏暗点。

4. 光通信领域

光通信器件(如光电探测器、激光二极管)的 QE 影响信号接收灵敏度与传输距离。

• 光电探测器:测 850nm/1310nm/1550nm 通信波段 QE,QE 越高通信距离越远;

• 激光二极管:测 IQE,避免功耗升高、发热影响稳定性。

5. 新兴领域

• 量子点器件:测 QE 验证量子限制效应(尺寸越小,QE 峰值越向短波移动);

• 生物医学探测器:测特定荧光波长 QE,确保捕捉微弱生物信号;

• 空间探测器件:模拟低温真空环境测 QE,保障极*条件下性能稳定。

三、量子效率测试系统的具体型号有哪些

卓立汉光的量子效率测试系统在光伏与光电器件测试上成熟度高、功能全面,覆盖EQE/IPCE/IQE、LBIC 与 Mapping 等主流需求,适合研发与批量质控场景

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SCS1000 量子效率测试系统

• 适用场景:光伏电池、大面积光电探测器的研发与产线质控,含钙钛矿、叠层、IBC 等结构。

• 核心能力:一体化高自动化;波长 250–1700 nm;最小光斑≤1 mm;光源长期稳定性 > 99%;支持 EQE/IPCE/IQE、反射 / 透射、Jsc 积分、LBIC 与 Mapping。

• 可扩展性:多通道源表、探针台 / 手套箱集成、监视光路与相机精确定位。

• 合规与一致性:支持一键流程与自动模式切换,符合 IEC 60904-8 等标准,提升批量化测试效率与可重复性

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