Spettrometro fotovoltaico per la caratterizzazione delle celle solari

Descrizione del prodotto

Lo spettrometro fotovoltaico è una configurazione sperimentale completa per l'indagine della risposta spettrale delle celle solari. Il campione viene illuminato con un fascio monocromatico prodotto dal monocromatore con due tipi di sorgenti luminose all'ingresso: Lampada allo xeno e lampada alogena. Entrambe le lampade forniscono una gamma di lunghezze d'onda che copre la luce UV, VIS e IR. Inoltre, il campione può essere eccitato con una luce bianca normalizzata AM1,5G proveniente da un'ulteriore lampada allo xeno combinata con il filtro a massa d'aria. La cella esaminata è posizionata su un tavolo XY motorizzato, con spostamento Z manuale. Le misure vengono eseguite in una camera che scherma il setup dalla luce ambientale e dai campi EM esterni. L'intensità della luce incidente viene monitorata con un fotodiodo Si/InGaAs a doppia banda. Tutti i componenti del sistema sono completamente automatizzati e controllati via software.

Quantità misurate dallo strumento:
Caratteristiche I-V,
Potenziale a circuito aperto (OCP) sotto illuminazione,
Coefficiente di riflessione spettrale (R),
Coefficiente di trasmissione spettrale (T),
Caratteristiche:
Efficienza quantica esterna (EQE o IPCE),
Efficienza quantistica interna (IQE o APCE),
Densità di corrente di cortocircuito (Jsc),
Fattore di riempimento.

Moduli dello spettrometro

Interno della camera del campione

Specifiche tecniche
Le prestazioni dello strumento possono essere adattate a determinati requisiti...

Generale

Intervallo totale delle lunghezze d'onda: 200 ÷ 1650 nm,
Intensità del fascio di luce bianca regolabile sul campione: 0,01 ÷ 0,1 W/cm²,
Omogeneità dell'illuminazione: 10%,
Lampada allo xeno
Bruciatore allo xeno da 150 W,
Sistema di raffreddamento ad acqua,
Accenditore a bassa emissione di EM,
Modalità di stabilizzazione:
- stabilizzazione della corrente elettrica (distorsioni < 1%),
- stabilizzazione della potenza elettrica,
- stabilizzazione dell'intensità luminosa (soluzione unica per fornire un'illuminazione costante del campione durante l'esperimento),
Intensità massima di radiazione sul campione: 35 mW/cm2
Lampada alogena
Potenza elettrica della lampada alogena: 150 W,
Tipo di riflettore: ellittico,
Sistema di raffreddamento ad aria,
Monocromatore
Tre reticoli sulla torretta, ciascuno ottimizzato per una diversa gamma di lunghezze d'onda,
Commutazione automatica del reticolo in base alla selezione della lunghezza d'onda,
Fenditure di uscita e di ingresso motorizzate, controllate via software,
Due fenditure di ingresso per diverse sorgenti luminose, commutate via software,
Campo di apertura delle fessure di ingresso e di uscita: 0 ÷ 5 mm,
Otturatore interno motorizzato, che consente di tagliare completamente il fascio di luce,
Risoluzione spettrale massima: 0,1 nm (dipende dalla larghezza delle fenditure di ingresso e di uscita),
Ruota dei filtri
Collocata all'ingresso della camera del campione,
Fino a 6 filtri,
Due filtri di bordo (a passaggio lungo) forniti di default: 400 nm e 600 nm,
Rivelatori
I fotodiodi Si/InGaAs a doppia banda sono utilizzati per monitorare l'intensità della luce incidente, il flusso trasmesso attraverso il campione e il flusso riflesso dal campione.

Potenziostato

Intervallo di potenziale di bias: -5 V ÷ 5 V,
Intervalli di corrente: 100 nA, 1 µA, 10 µA, 100 µA, 1 mA, 10 mA, 100 mA,
Risoluzione di corrente: da 1 pA a 100 nA (in funzione dell'intervallo),
Controllore
Frequenza di campionamento massima: 1 kCampione/s,
Collegamento con il PC: tramite USB 2.0,
Gestione simultanea di due ingressi di fotodiodi (fotodiodo monitor e fotodiodo a sfera integrante/fotodiodo a luce trasmessa),
Presa RS485 per il controllo dei dispositivi,
Tavolo da vuoto multiasse motorizzato
Dimensioni massime del campione: 20 x 20 cm,
Elettrodi di contatto posizionati manualmente in qualsiasi punto del campione,
Rivestimento dorato,
Campo di movimento per l'asse Z: 12 mm (manuale),
Precisione del movimento: 0,01 mm,
Rilevatore incorporato per il rilevamento della luce trasmessa,
Pin di contatto regolabili per la misurazione della fotocorrente,
Pompa del vuoto integrata per mantenere il campione in posizione stabile.

Esempi di risultati di esperimenti

Fotocorrente misurata per la cella solare standard in silicio cristallino in funzione della lunghezza d'onda incidente.

Efficienza quantica esterna valutata per la cella solare in perovskite.