量子效率（Quantum Efficiency, QE）是评估光电器件核心性能的关键指标，定义为器件每吸收一个入射光子后产生有效电子（或光子）的比率，直接反映光电转换的本质效率。量子效率测量系统通过精准的光学与电学协同测量，定量分析这一指标，为光电器件的研发、生产质控及性能优化提供核心数据支撑，已成为光电领域不可或缺的关键测试设备。
量子效率测量的核心是区分 “外量子效率（EQE）” 与 “内量子效率（IQE）”，二者从不同维度反映器件性能：
- 外量子效率（EQE）：衡量器件对外部入射光源的整体响应能力，计算方式为 “输出有效电子数 / 入射到器件表面的总光子数 ×100%”，受材料光吸收效率、电子分离效率等多重因素影响，是器件实际应用中的核心评估指标。
- 内量子效率（IQE）：反映材料本身的光电转换潜能，计算方式为 “输出有效电子数 / 器件实际吸收的光子数 ×100%”，排除了光反射、透射等表面损耗的影响，主要用于材料研发阶段的性能瓶颈定位。
实际测试中，系统可通过 EQE 与光吸收效率的关联计算，反向推导 IQE，为不同场景的性能分析提供支持。
量子效率测量系统由多个高精度模块协同组成，核心结构及工作逻辑如下：
- 光源模块：系统的 “光信号源”，需提供稳定、宽光谱的入射光，常见类型包括 150W 氙灯（覆盖 300-2500nm 可见光至近红外波段）、30W 氘灯（延伸 185-400nm 紫外波段），部分高端系统支持多光源自动切换，实现全波段覆盖测试。光源需满足功率稳定性高、波长可调的要求，确保入射光子数的精准可控。
- 光谱分光模块：通常由光谱仪构成，负责将宽光谱光源分解为单色光，根据测试需求精准筛选特定波长的光子照射样品。其分辨率直接决定波长测试精度，需匹配被测器件的光谱响应特性（如光伏器件需覆盖 300-1100nm 主流响应波段）。
- 样品测试模块：含样品夹具、探针台等组件，用于固定被测器件并建立电学连接。夹具设计需满足多场景需求，例如 3M 测试夹适用于燃料敏化电池、气体密封样品台支持特殊环境测试，探针组件则需具备高精度定位能力（调节精度可达 0.7μm），确保电极接触的稳定性与可靠性。部分系统支持透射 / 反射模式切换，可实现不同入射方向的测试。
- 信号检测模块：核心为高灵敏度探测器与信号放大器，用于捕捉器件产生的微弱电流 / 电压信号。例如直流模式下分辨率可达 0.1fA，交流模式灵敏度覆盖 2nV-1V，同时需抑制暗电流（最低可达 1pA）和外界干扰，确保信号检测的精准度。
- 控制与数据分析模块：由计算机硬件与专用软件组成，负责协调各模块协同工作（如光源切换、波长扫描、模式切换），并通过算法处理原始数据，自动计算量子效率值并生成 QE 光谱曲线。高端系统支持一键式操作，大幅提升测试效率。
- 光源模块发出宽光谱光，经光谱仪分光后得到特定波长的单色光，精准照射到被测样品表面；
- 样品吸收光子后产生电子 - 空穴对，在电场作用下形成光电流（或光电压）；
- 信号检测模块捕捉微弱光信号，经放大后转换为可测量的电信号；
- 控制系统记录入射光子数（通过标准探测器标定）与输出电信号强度，通过公式 “量子效率 = 有效电子数 / 入射光子数 ×100%” 计算 QE 值；
- 重复不同波长的测试流程，生成全波段量子效率光谱曲线，完成器件性能的全面评估。
- 光谱测试范围：常规 300-1100nm，可扩展至 200-2500nm（紫外至近红外）；
- 测量精度：≤0.5%（信号充足条件下），不同波段重复性差异（如 400-590nm 优于 0.2%，990-1100nm 优于 0.6%）；
- 测试模式：支持交流（AC）/ 直流（DC）双模式自动切换，AC 模式可滤除直流干扰，DC 模式适用于强信号测试；
- 电学性能：电压输出范围（最大 200V）、电流量程（1nA-1A）、暗电流水平（1pA-1nA）；
- 自动化程度：一键式操作、多模式自动切换、批量测试能力；
- 环境适应性：是否支持真空、低温、气体循环等特殊测试条件。
不同应用场景对系统参数的需求差异显著，例如：
- 科研场景（高校 / 研究所）：需优先选择宽光谱范围、高测试精度、支持自定义测试条件的系统（如 SCS1000-DC-E，双通道设计适配多样品并行测试）；
- 生产质控场景：需侧重自动化效率、批量测试能力和稳定性，可选择操作简便、体积紧凑的一体化系统（如带移动滚轮的 SCS1000 系列）；
- 特殊器件测试（如量子点、红外探测器）：需匹配专项参数，如近红外扩展范围、低暗电流探测器、气体密封样品台等。
量子效率测量系统的应用已渗透到光电领域全产业链，核心场景包括：
- 研发阶段：分析不同波段 QE 差异，定位性能瓶颈（如近红外 QE 低可能源于材料光吸收不足），优化电池结构设计；
- 生产阶段：批量检测 QE 一致性，筛选隐裂、电极缺陷等问题产品；
- 特殊场景：适配钙钛矿、叠层电池等新型器件的测试需求，验证光谱利用能力。
- 优化弱光灵敏度：通过 QE 曲线指导像素结构设计（如调整光电二极管厚度），提升 CMOS/CCD 传感器的弱光成像效果；
- 色彩校准：匹配彩色滤光片特性，避免成像偏色；
- 特种传感器：重点测试近红外波段（700-1100nm）QE，保障红外成像性能。
- 研发阶段：分析 EQE - 电流曲线，解决效率滚降问题；
- 生产分级：依据 EQE 值划分产品等级（高 EQE 用于高端显示屏，低 EQE 用于普通照明）；
- 均匀性测试：保障显示屏无暗点，提升显示效果。
- 光电探测器：测试 850nm/1310nm/1550nm 通信波段 QE，QE 越高则信号传输距离越远；
- 激光二极管：测量 IQE，避免功耗升高与发热问题，保障设备稳定性。
- 量子点器件：通过 QE 测试验证量子限制效应；
- 生物医学探测器：测试特定荧光波长 QE，确保微弱生物信号的捕捉能力；
- 空间探测器件：模拟低温真空环境测试 QE，保障极端条件下的性能稳定性。
- 高自动化与集成化：一体化设计减少空间占用，一键式操作与批量测试功能提升效率，适配生产流水线需求；
- 高精度与高灵敏度：通过优化探测器性能、抑制干扰信号，进一步降低检测下限（如 EQE 测试极限可达 10⁻⁶）；
- 多场景适配能力：扩展光谱范围至深紫外 / 中红外，支持真空、低温、气体氛围等特殊环境测试，满足新型器件研发需求；
- 智能化数据分析：结合 AI 算法实现 QE 曲线的自动分析，快速定位性能瓶颈，为研发提供决策支持；
- 小型化与便携化：部分产品引入移动滚轮设计，提升设备灵活性，适配不同实验室或生产场地的使用需求。
量子效率测量系统作为光电领域的 “性能标尺”，其精度与功能直接影响器件研发的效率与产品质量的可靠性。随着光电技术向新型材料、极端应用场景拓展，系统将持续向高灵敏度、多维度测试、智能化分析方向演进，为行业创新提供更强大的技术支撑。
Sort by
Display
per page
IPCE-R量子效率测试系统是根据IEC 60904-8所设计与研发制造的一款从事高效率太阳能电池研发、提高其材料能隙的检测工具。采用非破坏性的检测技术，可以直接量测电池样品，量测时不需要真空环境。另外，其绝佳的讯噪比与高分辨率的讯号撷取能力，可提供快速与准确的量测结果。一体式设计，操作简单、高性价比与卓越的技术支持，IPCE-R也可依客户需求与手套箱进行整合，适用于各式太阳能电池与光电探测器的研究。
0.000 (CNY)
