1、太阳能电池的光谱灵敏度是短路光谱电流密度与光谱福照度的比值光谱响应(1)指光阴极量子效率与入射波长之间的关系.(2)光谱响应表示不同波长的光子产生电子- 空穴对的能力。定量地说，太阳电池的光谱响应就是当某一波长的光照射在电池表面上时，每一光子平均所能收集到的载流子数。太阳电池的光谱响应又分为绝对光谱响应和相对光谱响应。各种波长的单位辐射光能或对应的光子入射到太阳电池上，将产生不同的短路电流，按波长的分布求得其对应的短路电流变化曲线称为太阳电池的绝对光谱响应。如果每一波长以一定等量的辐射光能或等光子数入射到太阳电池上，所产生的短路电流与其中最大短路电流比较，按波长的分布求得其比值变化曲线，这就是
2、该太阳电池的相对光谱响应。但是，无论是绝对还是相对光谱响应，光谱响应曲线峰值越高，越平坦，对应电池的短路电流密度就越大，效率也越高。(3)太阳电池并不能把任何一种光都同样地转换成电。例如：通常红光转变为电的比例与蓝光转变为电的比例是不同的。由于光的颜色（波长）不同，转变为电的比例也不同，这种特性称为光谱响应特性。光谱响应特性的测量是用一定强度的单色光照射太阳电池，测量此时电池的短路电流，然后依次改变单色光的波长，再重复测量以得到在各个波长下的短路电流，即反映了电池的光谱响应特性。(4)光谱响应特性与太阳电池的应用：从太阳电池的应用角度来说，太阳电池的光谱响应特性与光源的辐射光谱特性相匹配是非常
3、重要的，这样可以更充分地利用光能和提高太阳电池的光电转换效率。例如，有的电池在太阳光照射下能确定转换效率，但在荧光灯这样的室内光源下就无法得到有效的光电转换。不同的太阳电池与不同的光源的匹配程度是不一样的。而光强和光谱的不同，会引起太阳能电池输出的变动。1什么是光谱响应悬赏分：0 | 解决时间： 2010-11-4 00:08 | 提问者：匿名什么是光谱响应最佳答案光谱响应指光阴极量子效率与入射波长之间的关系光谱响应表示不同波长的光子产生电子-空穴对的能力。定量地说，太阳电池的光谱响应就是当某一波长的光照射在电池表面上时，每一光子平均所能收集到的载流子数。太阳电池的光谱响应又分为绝对光谱响应和
4、相对光谱响应。各种波长的单位辐射光能或对应的光子入射到太阳电池上，将产生不同的短路电流，按波长的分布求得其对应的短路电流变化曲线称为太阳电池的绝对光谱响应。如果每一波长以一定等量的辐射光能或等光子数入射到太阳电池上，所产生的短路电流与其中最大短路电流比较，按波长的分布求得其比值变化曲线，这就是该太阳电池的相对光谱响应。但是，无论是绝对还是相对光谱响应，光谱响应曲线峰值越高，越平坦，对应电池的短路电流密度就越大，效率也越高。太阳能电池光谱响应测试系统，量子效率测试系统，IPCE/QE 测试系统oeleadernet 1 楼1. 主题内容与适用范围本标准规定了测试太阳能电池光谱响应的基本要求、测试
5、及数据处理方法。本标准适用于太阳能电池相对光谱响应和绝对光谱响应的测试。2. 原理用各种波长不同的单色光分别照射太阳能电池时，由于光子能量不同以及太阳能电池对光的反射、吸收、光生载流子的收集效率等因素，在辐照度相同的条件下会产生不同的短路电流。以所测得的短路电流密度与辐照度之比即单位辐照度所产生的短路电流密度与波长的函数关系来测绝对光谱响应，以光谱响应的最大值进行归一化的光谱响应来测相对光谱响应。光谱响应特性包含了太阳能电池的许多重要信息，同时又与测试条件有密切关系。本标准规定，当用单色光测量太阳能电池的光谱响应时一般都要在模拟阳光的偏置光照射下进行侧量，利用给定的阳光光谱辐照度和按照规定正确
6、测得的绝对光谱响应数据，能够计算出标准条件下太阳能电池的短路电流密度：Jsc(AMN)=PAMN()Sa()d式中：PAMN()给定标准条件下大气质量为 N 的太阳光谱辐照度，W/m2m；Sa()太阳能电池绝对光谱响应，Aw偏置光对光谱响应的影响程度随太阳能电池的类型不同而不同。经过实验证明偏置光对光谱响应没有明显影响的太阳能电池，测量时可以不加偏置光。3. 相对光谱响应的测试3. 1 基本要求3. 1. 1 一般采用调制光测量太阳能电池的光谱响应（见图 1）。待测电池和取样电阻之间用粗短导线连接，测量仪器要严格接地，测量过程中应避免电火花或其他杂散信号干扰。从单色器到斩波器之间的光路部分需用
7、减反射的光密封箱密封。标准测试温度规定为 25。3. 1. 2 允许采用恒定光或脉冲光测量太阳能电池的光谱响应，但应注意把单色光光路、测试电池和辐照度探测器等用减反射的光密封箱严格密封并防止其他热辐射干扰。杂散辐射强度应小于总辐射强度的 0.1。只有经过实验证明偏置光对光谱响应没有明显影响的太阳能电池才可以使用恒定光或脉冲光。3. 1. 3 当用不同的方法测量太阳能电池的光谱响应所得结果不一致时，应以调制光测量方法为仲裁方法。3. 2 测量装置及设计3. 2. 1 光源3. 2. 1. l 光源可采用有足够辐照度的卤钨灯、稳态氙灯、脉冲灯或其他光源。3. 2. 1. 2 稳态光源的供电电源一般
8、使用直流稳流源，要求输出电流不稳定度应每小时小于 0.1%，直流电流纹波应不大于 2。3. 2. 2 单色器3. 2. 2. 1 光栅单色器、棱镜单色器或滤光片组等都能够用作产生单色光的单色器，可根据实际情况选择。3. 2. 2. 2 光栅单色器各波长的带宽是均匀的，但应注意消除二级光谱的影响。3. 2. 2. 3 一般用钠灯或其他灯校准单色器的波长读数，波长刻度示值必须调节到与灯的标准波长谱线相一致。3. 2. 2. 4 使用窄带滤光片组能够获得大面积均匀的光照平面。对于中心波长小于 1000nm 的滤光片，要求通带半宽度小于 18nm，背景小于 1，应定期检测滤光片的透光率曲线，滤光片组中
9、滤光片中心波长的间距应不大于 50nm ,短波和长波滤光片的中心波长应满足测试太阳能电池光谱响应的要求。3. 2. 2. 5 使用光栅或棱镜单色器时应力求光照均匀，光照面的大小应按照待测电池的需要调节，光照面应覆盖待测电池。3. 2. 3 偏置光偏置光是一种非调制的恒定光，可用 AM或 AM1.5 太阳模拟器作为光源。测量时偏置光与交变的单色光相叠加照射太阳能电池。为了便于控制待测电池的温度，在偏置光与样品之间应加上活动遮光板。赞 0 2010-2-3 15:43 回复 oeleadernet 2 楼3. 2. 4 斩波器单色光束通过斩波器后成为交变的低频信号，斩波频率一般为 32Hz。3.
10、2. 5 辐照度探测器一般使用光谱响应已知的太阳能电池作为比对太阳能电池。用比对太阳能电池代替一般的辐照度探测器。也可以使用真空热电偶、热释电辐射计等作为辐照度探测器。3. 2. 6 取样电阻一般采用 0.01 级标准电阻器作为取样电阻，接在待测电池的两端，用测量取样电阻上电压降的方法测量短路电流，取样电阻应取最小值，以便尽可能保证短路条件，一般可在 0. 10. 8 范围内选择。3. 2. 7 锁相放大器锁相放大器是光谱响应测量中的关键设备，要求工作稳定、无漂移、线性好。3. 2. 8 样品架样品架的设计应保证在测量过程中使待测电池和辐照度探测器处于相同位置，使用经过校准的温度计测量样品架温
11、度，测量误差应小于1。3. 2. 9 光源辐照度监测器硅太阳能电池或光电二极管都可用作光源辐照度监测器，一般设置在斩波器反光镜一侧，用来监视光源辐照度的稳定性。3. 2. 10 信号检测待测电池的短路电流和辐照度探测器的信号经放大器放大后可直接用数字电压表检测。数字电压表的准确度应不低于0.1%（读数）1 个字，也可以用微计算机自动记录。3. 2. 11 测量装置设计按照图 1 将各部分装配成完整的测量装置，全套装置的设计允许采用两种形式：a. 手工操作，手工记录数据和计算；b. 在微计算机控制下自动测量，自动进行数据处理并输出结果。由于光谱响应测量的实验操作和数据处理工作量大，为便于控制精度
12、，本标准推荐将测量装置设计成为微计算机控制形式。3. 3 测试步骤及相对光谱响应的计算3. 3. 1 测试步骤无论手动或自动测量，均采用比对测量法：a. 用标准太阳能电池测量并调节偏置光辐射到需要的辐照度；b. 调节待测电池的温度到规定温度；c. 用辐照度探测器测量单色光的相对能量；d. 在辐照度不变的条件下测量待测电池的短路电流密度。3. 3. 2 相对光谱响应的计算使用光谱响应已知的比对太阳能电池作为光束辐照度探测器时，待测电池的相对光谱响应为：Sr ()= Sr ()J sc ()Jsc() 式中：Sr () 比对太阳能电池的相对光谱响应；Jsc() 比对太阳能电池在给定辐照度下的短路电
13、流密度，A/m2 ；J sc () 待测电池在给定辐照度下的短路电流密度，A/m2 。若使用真空热电偶作为辐照度探测器，则待测电池的相对光谱响应 Sr()按下式计算：Sr ()= J sc () U() 式中：U()真空热电偶的开路电压，Vo3. 4 测量误差使用同一套测量装置，其测量误差应符合以下要求：a. 在峰值响应的半值以上区间，其相对误差应小于2 ；b. 在峰值响应的半值以下区间，其相对误差应小于5。4 绝对光谱响应的测试及定标4. 1 基本要求首先按照以上规定测量太阳能电池的相对光谱响应，之后通过适当的步骤对纵坐标进行绝对定标，即可得到绝对光谱响应。常用的定标方法是激光定标，从出射激
14、光光束到测试电池和绝对辐射计必须用减反射的光密封箱严格密封并防止其他热辐射干扰，待测电池的温度应该与测量相对光谱响应时相一致。为了保证精度，用绝对辐射计和待测电池重复测量三次以上，取三次以上的算术平均值作为光谱标定值，测量精度应不低于2。4. 2 绝对定标测量仪器4. 2. 1 激光器一般选择 1030mW 稳态激光器作为定标光源，激光波长应在电池光谱响应灵敏度较高的波长范围之内，辐射不稳定度应每小时小于l。4. 2. 2 绝对辐射计绝对辐射计用以测量激光光束的绝对能量，使用前先检查炭黑是否完整并校准功率灵敏度，要求精度不低于2。4. 2. 3 取样电阻同 3. 2. 6。4. 2. 4 数字
15、电压表数字电压表是绝对辐射计和太阳能电池输出信号的显示仪器，数字电压表的准确度应不低于0.1（读数）1 个字。4. 2. 5 可以用功率和单色性符合要求的其他单色光源代替激光器，定标步骤和数据处理方法按 4. 3 条规定进行。4. 3 定标步骤和绝对光谱响应的计算4. 3. 1 定标步骤首先用绝对辐射计测量波长为 c 的激光辐照度 W(c)，在激光辐照度不变的条件下把绝对辐射计换为待测电池，测量电池的短路电流密度 Jsc(c)。4. 3. 2 绝对光谱响应的计算测得 W(c)和 Jsc(c)之后，太阳能电池在波长 c 处的绝对光谱响应 Sa(c)为：Sa (c)= J ac (c) W(c)
16、因相对光谱响应 Sr()是已知的，令：K= Sa (c) Sr (c) 改写(5 ）式得：Sa (c)= KGR(c) 根据(5) 式在波长 c 处求得的比例系数 K 适用于各个波长，所以有：Sa () = K Sr (c) 式中：Sa()所求太阳能电池的绝对光谱响应，A/W 当测量待测电池的相对光谱响应时，如果使用已知绝对光谱响应 Sa()的光谱标准太阳能电池作为比对太阳能电池，则按照(2)式，应把 Sr()换为 Sa()，待测电池的绝对光谱响应 Sa()可直接计算出来：Sa ()= Sa () J ac () J ac () 5 测试报告 2010-2-3 15:43 回复 oeleade
17、rnet 5 楼染料敏化太阳能电池的光谱响应测试和 IV 特性测试摘要TiO2 染料敏化太阳能电池与以半导体为基础的太阳能电池，在基本工作原理上有本质的区别。染料敏化太阳能电池本身特有的特性也得以应用。这里，我们将会对染料敏化太阳能电池光谱响应的两种测试方式进行比较。根据 ASTM 标准规定，光谱响应的标准测试方法也似乎适用染料敏化太阳能电池。在这种测试方式中，染料敏化太阳能电池对脉冲辐射的响应是非常重要的，因为染料敏化太阳能电池的脉冲照射强度是非常复杂的。染料敏化太阳能电池的响应时间与 TiO2 中电子的诱捕有关，并且取决于照射强度情况和染料敏化太阳能电池的化学成分。因此，在测试染料敏化太阳
18、能电池光谱响应之前，要先测试染料敏化太阳能电池光谱响应测试中，相同的光照情况下的染料敏化太阳能电池的响应时间。介绍一种新型的，建立在染料敏化纳米晶基础上的太阳能电池，被 Gratzel 和他的小组发展起来。从那以后，关于染料敏化太阳能电池的许多工作被陆续发表。引人注目的是，对于这种染料敏化纳米晶太阳能电池的高量子效率被发布，效率高达 11%（0.249cm2, AM1.5G, 1000W/cm2）染料敏化太阳能电池的构成与工作原理染料敏化太阳能电池建立在宽能带隙半导体材料基础上，通常是。而吸附了染料的单层二氧化钛，TiO2对可见光比较敏感。使用频率最高的染料是？%，光电极由玻璃上形成的 TiO
19、2 透气薄膜构成，反向电极由镀有 SnO2 : F 的玻璃构成，上面同时淀积少量铂作为催化。在一个完整的染料敏化太阳能电池内部，光电极和反向电极被固定在一起，电极之间和 TiO2 纳米粒之间的空隙，被电解质填充，电解质由一种含氧化还原对的有机溶剂构成，通常是%#%。其它的染料敏化太阳能电池设计也有可能，比如塑料也可以用做基片材料，或者整体设计也可以接受。在一个平面上的单层染料对入射光的吸收不到 1%（一个太阳常数的情况下）。通过使用直径为 10-20nm的 TiO2 晶体粒，染料敏化太阳能电池的表面积被扩大了 1000 倍。染料敏化太阳能电池的工作原理，是建立在染料被激发后快速运动的电子注入到
20、 TiO2 传导带的基础上的，同时留下氧化的染料分子在 TiO2 上面。注入的电子渗透通过 TiO2 并且进入外部电路。在反向电极上，通过外部电路导入的电子，三碘化物被金属铂降低为碘化物。碘化物被电解质转向光电极，在这里消除氧化染料。染料分子然后又准备进入下一次激发/氧化/消除的循环。对于效率的正确量化，检测仪器的标准程序都是有规定的。ASTM 标准对太阳能电池光谱响应的测试也有规定。测试方式的建立基础是太阳能电池工作环境为一个太阳常数的连续光照。光谱响应是通过脉冲单色光照，也就是斩波调制光束来测试出来的。锁相放大技术用来确定太阳能电池输出电流中的脉冲电流部分。使用标准测试方式的问题与晶体硅太
21、阳能电池相比，TiO2 染料敏化太阳能电池的电子特性具有独特的性质，这与染料敏化太阳能电池的本性有关。其中一个主要特征就对入射光变化的响应比较慢，这可能与电子转移到 TiO2 薄膜中的速度比较慢有关。根据报告，在强度比较低的光照情况下，一次响应需要时间至少为 1s。如果按照 ASTM 标准规定的程序来测试染料敏化太阳能电池特性的话，将会受到这种特性的干扰。在光谱响应测试中，染料敏化太阳能电池或许不能随着光照强度的变化而变化（脉冲光频率为 5-150Hz）。首先，有必要确定光谱响应标准测试方式对于染料太阳能电池同样可行。这里，我们将阐述对染料敏化太阳能电池响应输出信号随脉冲光变化的分析。这样可以
22、让我们确定染料敏化太阳能电池的响应是否足够快。使用斩波调制单色光，染料敏化太阳能电池在不同的光照条件下的响应时间须被确定。电解质的黏度和光照强度的变化的影响已经进行过研究了。更进一步，太阳能电池光谱响应标准测试方式（交流模式）已经发展的和连续单色光照射测试（直流模式）一样好了，接下来，测试短路电流的时候，将使用单色光连续照射太阳能电池。 2010-2-3 15:49 回复 oeleadernet 9 楼二、太阳能电池（光电材料）IPCE/QE/量子效率 /光谱响应测试系统简介 该系统可以测试各种光电器件，包括 p-n 节和染料敏化太阳能电池（DSSCs）。 系统中包括光源，单色仪，滤光片，和光
23、学模块，用以在光电器件上形成辐射，同时一个偏置光也会被加在器件上，用来模拟最终使用条件。计算机连接单色仪，数据采集设备，完成信号转换，校准，保存测试数据，并生成报告。不同的系统包含不同的配置，并且有不各种不同的选项配置。 1. 预选的太阳能电池（光电材料）IPCE/QE/ 量子效率/光谱响应测试标准配置 2. 简单灵活的太阳能电池（光电材料）IPCE/QE/ 量子效率/光谱响应测试软件 3. 各种光源作为选项以满足不同的测试要求 4. Stanford 光学斩波器和锁相放大器保证高信噪比 5. 经权威部门校准过的标准探测器 6. 太阳能电池（光电材料）IPCE/QE/ 量子效率/光谱响应测试夹
24、具 凭借太阳能电池（光电材料）测试行业的长期积累，我们已将太阳能电池（光电材料）IPCE/QE/量子效率/光谱响应系统做到最优化。该系统可以测试各种太阳能电池、探测器、光电转换器件的 IPCE/QE/量子效率/光谱响应。系统中集成了最优的测试部件，可以出色的完成太阳能电池（光电材料） IPCE/QE/量子效率/光谱响应测试，满足用户的不同测试要求。 什么是太阳能电池（光电材料）IPCE/QE/ 量子效率/光谱响应？ 太阳能电池（光电材料）光谱响应测试，或称量子效率 QE（Quantum Efficiency）测试，或光电转化效率 IPCE (Monochromatic Incident Pho
25、ton-to-Electron Conversion Efficiency) 测试等，广义来说，就是测量太阳能电池（光电材料）的光电特性在不同波长光照条件下的数值，所谓光电特性包括：光生电流、光导等。量子效率 QE（Quantum Efficiency）和光电转化效率 IPCE (Monochromatic Incident Photon-to-Electron Conversion Efficiency)是指太阳能电池（光电材料）产生的电子-空穴对数目与入射到太阳能电池（光电材料）表面的光子数目之比。通常，我们所说的太阳能电池（光电材料）量子效率 QE（Quantum Efficiency）
26、都是指外量子效率 EQE（External Quantum Efficiency），也就是说太阳能电池（光电材料）表面的光子反射损失是不被考虑的。太阳能电池（光电材料）IPCE/QE/ 量子效率/光谱响应测试对于太阳能电池（光电材料）的研究至关重要，因为太阳能电池（光电材料）在太阳光组成比例最大的波段具有最大 IPCE/QE/量子效率/光谱响应是非常重要的。 如何测试太阳能电池（光电材料）IPCE/QE/ 量子效率/光谱响应？ 该太阳能电池（光电材料）IPCE/QE/ 量子效率/光谱响应测试系统，由宽带光源、单色仪、信号放大模块、光强校准模块、计算机控制和数据采集处理模块组成。我们可以与用户密
27、切协作，根据用户需要测试的样品的类型、测试指标、测试条件，设计和组建最适合每个客户测试需要的系统。 标准配置 a. 计算机控制全自动三光栅单色仪双单色仪 b. 计算机控制自动滤光轮配备合适的级差滤光片，用以消除二级衍射杂散光 c. 经过权威部门校准的标准探测器 d. 测试单色光辐射强度，测试太阳能电池（光电材料）IPCE/QE/ 量子效率/光谱响应 e. 简单易用的软件，友好的界面 f. 标准测试波段为 350-1100nm，其它波段作为扩展选项 2010-2-3 15:53 回复 oeleadernet 10 楼g. 单色光光谱带宽 0.06-18nm 可调 h. 测试步长可选，默认为 5n
28、mi. 通过参考光谱计算单色光辐射强度 j. 测试夹具 k. 安装培训 系统选项 a. 偏置光源 b. 多节太阳能电池（双节太阳能电池和三节太阳能电池）测试 c. 温度控制样品测试平台 d. 真空吸附样品台 e. 反射率、透射率以及内量子效率测试 f. 185-350，1100-1700nm ，1700-2500nm 测试扩展 g. 特殊定制测试夹具 h. 特殊定制太阳能电池测试系统 系统组件 光源 钨灯光源，350-2600nm，稳定性高（0.5%），光谱曲线平滑 氙灯光源，250-2200nm，高强度辐射 氘灯光源，185-400nm，深紫外光源，稳定性高，光谱曲线平滑 复合光源，185-
29、2600nm，计算机控制，光谱范围宽，测试方便 单色仪 1/4 米双单色仪，超低杂散光（ 10-9），高分辨率（相加模式0.04nm；相减模式 0.06nm），计算机控制电动狭缝，全部计算机控制自动化。 锁相放大器和光学斩波器 斯坦福（Stanford Research Systems），世界顶级仪器，高信噪比 SR540 光学斩波器 Optical Chopper SystemSR830 数字锁相放大器 100 kHz DSP Lock-In Amplifier电流前置放大器 电流前置放大器后接锁相放大器，BNC 输入和输出。当系统中加载偏置光源以后，最好就不要再使用前置放大器了。 光学模块
30、和光路系统 增强辐射强度，提高信噪比，聚焦辐射到样品上，辐射面积可调。 光学暗室 光封闭，内含光路系统，样品台高度可调，可以控制测试温度（选项），可以真空吸附（选项） 标准探测器 350-1100nm（其它波段作为选项），附带校准数据 系统说明书 介绍测试背景、安装说明和测试步骤 自动滤光轮和级差滤光片 计算机控制电动滤光轮，配备级差滤光片，消除二级衍射杂散光。 系统软件 仪器控制完全自动化（单色仪、自动滤光轮、数据采集） 数据采集、绘制曲线、数据处理保存 交流测试模式 前置放大器 光学斩波器 数字锁相放大器 直流测试模式 高灵敏度测试表 单节太阳能电池 IPCE/QE/量子效率/光谱响应测试
31、曲线示例 三节太阳能电池 IPCE/QE/量子效率/光谱响应测试曲线示例 2010-2-3 15:53 回复 114.249.217.* 15 楼hhh 2010-2-3 16:04 回复 oeleadernet 16 楼染料敏化太阳能电池的光谱响应测试和 IV 特性测试摘要TiO2 染料敏化太阳能电池与以半导体为基础的太阳能电池，在基本工作原理上有本质的区别。染料敏化太阳能电池本身特有的特性也得以应用。这里，我们将会对染料敏化太阳能电池光谱响应的两种测试方式进行比较。根据 ASTM 标准规定，光谱响应的标准测试方法也似乎适用染料敏化太阳能电池。在这种测试方式中，染料敏化太阳能电池对脉冲辐射的
32、响应是非常重要的，因为染料敏化太阳能电池的脉冲照射强度是非常复杂的。染料敏化太阳能电池的响应时间与 TiO2 中电子的诱捕有关，并且取决于照射强度情况和染料敏化太阳能电池的化学成分。因此，在测试染料敏化太阳能电池光谱响应之前，要先测试染料敏化太阳能电池光谱响应测试中，相同的光照情况下的染料敏化太阳能电池的响应时间。介绍一种新型的，建立在染料敏化纳米晶基础上的太阳能电池，被 Gratzel 和他的小组发展起来。从那以后，关于染料敏化太阳能电池的许多工作被陆续发表。引人注目的是，对于这种染料敏化纳米晶太阳能电池的高量子效率被发布，效率高达 11%（0.249cm2, AM1.5G, 1000W/c
33、m2）染料敏化太阳能电池的构成与工作原理染料敏化太阳能电池建立在宽能带隙半导体材料基础上，通常是。而吸附了染料的单层二氧化钛，TiO2对可见光比较敏感。使用频率最高的染料是？%，光电极由玻璃上形成的 TiO2 透气薄膜构成，反向电极由镀有 SnO2 : F 的玻璃构成，上面同时淀积少量铂作为催化。在一个完整的染料敏化太阳能电池内部，光电极和反向电极被固定在一起，电极之间和 TiO2 纳米粒之间的空隙，被电解质填充，电解质由一种含氧化还原对的有机溶剂构成，通常是%#%。其它的染料敏化太阳能电池设计也有可能，比如塑料也可以用做基片材料，或者整体设计也可以接受。在一个平面上的单层染料对入射光的吸收不
34、到 1%（一个太阳常数的情况下）。通过使用直径为 10-20nm的 TiO2 晶体粒，染料敏化太阳能电池的表面积被扩大了 1000 倍。染料敏化太阳能电池的工作原理，是建立在染料被激发后快速运动的电子注入到 TiO2 传导带的基础上的，同时留下氧化的染料分子在 TiO2 上面。注入的电子渗透通过 TiO2 并且进入外部电路。在反向电极上，通过外部电路导入的电子，三碘化物被金属铂降低为碘化物。碘化物被电解质转向光电极，在这里消除氧化染料。染料分子然后又准备进入下一次激发/氧化/消除的循环。对于效率的正确量化，检测仪器的标准程序都是有规定的。ASTM 标准对太阳能电池光谱响应的测试也有规定。测试方
35、式的建立基础是太阳能电池工作环境为一个太阳常数的连续光照。光谱响应是通过脉冲单色光照，也就是斩波调制光束来测试出来的。锁相放大技术用来确定太阳能电池输出电流中的脉冲电流部分。使用标准测试方式的问题与晶体硅太阳能电池相比，TiO2 染料敏化太阳能电池的电子特性具有独特的性质，这与染料敏化太阳能电池的本性有关。其中一个主要特征就对入射光变化的响应比较慢，这可能与电子转移到 TiO2 薄膜中的速度比较慢有关。根据报告，在强度比较低的光照情况下，一次响应需要时间至少为 1s。如果按照 ASTM 标准规定的程序来测试染料敏化太阳能电池特性的话，将会受到这种特性的干扰。在光谱响应测试中，染料敏化太阳能电池
36、或许不能随着光照强度的变化而变化（脉冲光频率为 5-150Hz）。首先，有必要确定光谱响应标准测试方式对于染料太阳能电池同样可行。这里，我们将阐述对染料敏化太阳能电池响应输出信号随脉冲光变化的分析。这样可以让我们确定染料敏化太阳能电池的响应是否足够快。使用斩波调制单色光，染料敏化太阳能电池在不同的光照条件下的响应时间须被确定。电解质的黏度和光照强度的变化的影响已经进行过研究了。更进一步，太阳能电池光谱响应标准测试方式（交流模式）已经发展的和连续单色光照射测试（直流模式）一样好了，接下来，测试短路电流的时候，将使用单色光连续照射太阳能电池。 2010-2-3 18:01 回复 oeleadern
37、et 17 楼实验染料敏化太阳能电池的准备染料敏化太阳能电池是按照文献资料中的形容准备的，商业上使用的 TIO2 是纳米 TIO2 有空层的基础。按照方法所述，准备一种粘稠状物，由 TIO2 粉末，乙酰丙酮和水在臼内混合而成。水被慢慢地加入，同时慢慢研磨。最后加入表面活性剂，以粘附在玻璃上。对于响应时间的所有测试，使用面积为 2cm2 的太阳能电池。电解质以在含甲基乙基氰或者加有聚乙二醇的甲基乙基氰中的 LiI/I2 为基础，用来研究黏稠溶剂的影响。加入三级丁基嘧啶，用以提高开路电压和填充因子。所有的染料敏化电池被聚合物薄膜热熔连接密封。用来对比交流和直流光谱响应测试方式的染料敏化太阳能电池是
38、在 TIO2 胶体的基础制作的。使用的电解质和其他的电池一样。染料敏化太阳能电池的响应时间的测试为了确定光谱响应测试中所用的染料敏化太阳能电池的响应时间，通过示波器对调制输出信号进行监测，集中情况测试响应时间，例如加和不加偏置光。染料敏化太阳能电池的光谱响应的测试根据 ASTM 标准，染料敏化太阳能电池在交流模式下测试光谱响应。下面将对这种方式进行主要阐述。Spectrolab x-10 太阳模拟器用作光源，具有 2020cm 的均匀光照。混合光由一个氙灯发出，通过一个滤光片（20nm 带宽）和一个光学斩波转轮，形成调制单色光（矩形，强度预期为 10-25mW/m2）。混合光（连续，1000W/m2，卤素灯）也可作为偏置光，使染料敏化太阳能电池输出直流信号。调制单色光在直流型号顶部形成一个交流信号，通过锁相放大器提取调制电流输出，测试光谱响应。理
