2013年1月15日下午14時(shí),卓立漢光公司承擔(dān)的北京市科委會(huì) “光伏電池缺陷檢測(cè)分析儀研制” 項(xiàng)目驗(yàn)收會(huì)在我司成功召開。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人對(duì)研制工作做了詳細(xì)報(bào)告,之后現(xiàn)場(chǎng)給專家組演示了儀器的各項(xiàng)主要功能,同時(shí)解答了各位專家提出的相關(guān)問題。經(jīng)過評(píng)審組的嚴(yán)格評(píng)審,項(xiàng)目執(zhí)行過程符合相關(guān)流程,各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到立項(xiàng)要求,順利通過驗(yàn)收。
“光伏電池缺陷檢測(cè)分析儀”是由北京市科學(xué)委員會(huì)直接下達(dá)任務(wù),從任務(wù)下達(dá)到項(xiàng)目儀器的定型鑒定、驗(yàn)收,都直接由北京科委主管部門監(jiān)管,卓立漢光進(jìn)行具體的產(chǎn)品研制。卓立漢光依靠自身技術(shù)優(yōu)勢(shì),根據(jù)市場(chǎng)需求,以客戶第一的理念,不斷的進(jìn)行技術(shù),創(chuàng)新圓滿完成項(xiàng)目的研制任務(wù)。
經(jīng)過專家的嚴(yán)格審查,“光伏電池缺陷檢測(cè)分析儀”的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均達(dá)到或高于立項(xiàng)要求,項(xiàng)目各項(xiàng)內(nèi)容驗(yàn)收都順利通過。這也為我們今后承接更多更重的研制任務(wù)積累了經(jīng)驗(yàn)。專家組對(duì)“光伏電池缺陷檢測(cè)分析儀”給予了很高的評(píng)價(jià),一致認(rèn)為該儀器的主要技術(shù)性能達(dá)標(biāo)。
一、立項(xiàng)背景
光伏電池及相關(guān)原材料的常用檢測(cè)手段有很多種,而市場(chǎng)上通常使用的
IV測(cè)試、光譜響應(yīng)測(cè)試(QE/IPCE)、電致發(fā)光測(cè)試(EL)、光致發(fā)光(PL)、光致電池(LBIC)、少子壽命測(cè)試(QSSPC、MWPCD)、表面形貌測(cè)試、電阻率測(cè)試、表面反射率測(cè)試、薄膜厚度測(cè)試等。而光伏電池在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各種缺陷很難通過單一的測(cè)試手段來鑒別。要想實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽電池的全面檢測(cè)需要購置大量的測(cè)試設(shè)備,需要高昂的設(shè)備購置費(fèi)用。同時(shí)各種不同的測(cè)試設(shè)備無法實(shí)現(xiàn)共用,要完成各種測(cè)試需要操作人員分別將樣品在不同的設(shè)備上進(jìn)行測(cè)試,降低了測(cè)試效率,并相應(yīng)提高了人力操作成本。
北京卓立漢光儀器有限公司是一家集光學(xué)、精密機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體的高科技企業(yè)。卓立漢光自1999年起,通過十年的不斷努力,成長為光電儀器知名廠商。2000年推出國內(nèi)量產(chǎn)型三光柵光譜儀后,不斷推出了多套熒光、拉曼、光電探測(cè)器光譜響應(yīng),廣泛應(yīng)用在眾多高校和科研院所的研究與試驗(yàn),為國家科技創(chuàng)新貢獻(xiàn)了一份力量,產(chǎn)品憑借優(yōu)良的品質(zhì)遠(yuǎn)銷歐美、東南亞等海外市場(chǎng)。2005年10月在同行業(yè)中率先通過ISO9001質(zhì)量管理體系SGS國際認(rèn)證。 2007年推出太陽能電池光譜響應(yīng)/QEIPCE測(cè)試系統(tǒng)SCS100,迅速占領(lǐng)國內(nèi)市場(chǎng),各方面性能指標(biāo)超過國際同類產(chǎn)品,目前國內(nèi)市場(chǎng)占有率超過40%,并遠(yuǎn)銷至韓國、英國、臺(tái)灣、新加坡、香港等地。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合我們多年來在科研級(jí)氙燈光源開發(fā)的經(jīng)驗(yàn),于2010年推出國內(nèi)三A級(jí)太陽光模擬器和IV測(cè)試系統(tǒng),并得到了用戶的廣泛認(rèn)可,填補(bǔ)了國內(nèi)商品化高性能太陽光模擬器的空白。
鑒于光伏電池的多種測(cè)試方法,在測(cè)試方法與硬件設(shè)備方面具有整合性和通用性。如前所述各種測(cè)試手段均需要測(cè)試光源、樣品臺(tái)、光電探測(cè)器、電流表、鎖相放大器和光譜儀等。結(jié)合我司多年來研發(fā)生產(chǎn)光譜測(cè)試儀器方面的經(jīng)驗(yàn),以及近幾年在太陽能電池檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)積累,結(jié)合前面所述各種測(cè)試方法的共用技術(shù),創(chuàng)新性的將IV測(cè)試、量子效率即光譜響應(yīng)測(cè)試(QE/IPCE)、電致發(fā)光(EL)測(cè)試、光致發(fā)光(PL)測(cè)試、光致電流(LBIC)測(cè)試、表面反射率與薄膜厚度測(cè)試集于一體,實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏電池轉(zhuǎn)換效率與缺陷的全面檢測(cè)。
本項(xiàng)目的實(shí)施將大大降低各種測(cè)試的硬件成本與人員成本,提高測(cè)試的一致性。從而進(jìn)一步指導(dǎo)生產(chǎn)改進(jìn)生產(chǎn)工藝,提高光伏電池的轉(zhuǎn)換效率與成品率,節(jié)約生產(chǎn)成本。
二、通過項(xiàng)目實(shí)施取得的成果
項(xiàng)目“光伏電池缺陷檢測(cè)分析儀”的在研發(fā)過程中,為了更好的完成項(xiàng)目任務(wù),團(tuán)隊(duì)不斷的進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新,不斷的對(duì)各方面進(jìn)行優(yōu)化,使其資源利用大化。
在項(xiàng)目研發(fā)過程中產(chǎn)生的技術(shù)成果和**:發(fā)明**1項(xiàng),《一種太陽能電池的光譜響應(yīng)值測(cè)量系統(tǒng)及方法》;實(shí)用新型**3項(xiàng),《可調(diào)節(jié)背電極樣品臺(tái)》、《一種雙路可調(diào)偏置光發(fā)生器》、《一種增益可調(diào)的運(yùn)放設(shè)備》;在項(xiàng)目規(guī)劃外產(chǎn)生的技術(shù)成果和**:實(shí)用新型**1項(xiàng),《太陽光模擬器的燈杯的多維調(diào)整機(jī)構(gòu)和太陽光模擬器》。發(fā)表相關(guān)技術(shù)類文章1篇,相關(guān)技術(shù)報(bào)告1份。
IV測(cè)試是目前光伏電池生產(chǎn)和研發(fā)常用的測(cè)試手段,它可以直接測(cè)量得到太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率,從而評(píng)價(jià)電池的整體性能。光譜響應(yīng)測(cè)試(QE/IPCE)能反映光伏電池吸收太陽能各光譜段的特性,同時(shí)光伏電池內(nèi)部的兩個(gè)重要的參數(shù)--擴(kuò)散長度和少數(shù)載流子濃度也是通過光譜響應(yīng)測(cè)試數(shù)據(jù)作為推斷的重要信息。電致發(fā)光(EL)測(cè)試、光致發(fā)光(PL)測(cè)試、光致電流(LBIC)測(cè)試可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電池材料的均勻性、擴(kuò)散長度、少子壽命等性能參數(shù)的評(píng)估。表面反射率與薄膜厚度則可以對(duì)電池的制絨工藝與抗反射膜的性能進(jìn)行評(píng)估。整個(gè)系統(tǒng)將IV測(cè)試、光譜響應(yīng)測(cè)試(QE/IPCE)、電致發(fā)光(EL)、光致發(fā)光(PL)、光致電流(LBIC)、表面反射率和膜厚測(cè)試等測(cè)試技術(shù)集于一體。實(shí)現(xiàn)了對(duì)太陽能電池片的多種測(cè)試檢測(cè)手段。
三、項(xiàng)目儀器在應(yīng)用方面的亮點(diǎn)
1.創(chuàng)新性地將各種應(yīng)用于太陽能電池缺陷檢測(cè)方面的技術(shù)集成于一體,達(dá)到資源利用大化,可提高測(cè)試效率,將大大降低測(cè)試成本。
2.自主開發(fā)二維位移控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集裝置,創(chuàng)新性的采用觸發(fā)模式的快速二維掃描技術(shù),將大大提高對(duì)電池片的EL、PL和LBIC的二維均勻性測(cè)試速度。
3.通過自主開發(fā)的高靈敏度數(shù)據(jù)采集裝置,結(jié)合高通光量單色光源,以及優(yōu)化設(shè)計(jì)的反射匯聚光路創(chuàng)新性的實(shí)現(xiàn)了采集可調(diào)單色光源實(shí)現(xiàn)LBIC的功能。目前國際上均是采用激光器來實(shí)現(xiàn)此功能。而采集單色光源可解決采用激光器時(shí)所受的波長限制,實(shí)現(xiàn)用任意波長做激發(fā)的LBIC功能。
4.通過系統(tǒng)所配置的光源(溴鎢燈光源),結(jié)合系統(tǒng)特有的聚焦光路,實(shí)現(xiàn)了利用白光作為光源對(duì)太陽能電池片的全光譜段的LBIC掃描測(cè)試,這樣系統(tǒng)即實(shí)現(xiàn)利用單色光、激光、白光(全光譜段)對(duì)電池片的光致電流(LBIC)掃描。
四、下一步計(jì)劃
隨著新材料的不斷應(yīng)用,太陽能光伏行業(yè)會(huì)迎來一個(gè)新的春天,黑硅太陽能光伏電池、納米材料太陽能電池板等技術(shù)的不斷應(yīng)用會(huì)給我們帶來很大的技術(shù)挑戰(zhàn),
鞏固自身在各方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì),不斷的進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新,不斷的擴(kuò)大產(chǎn)品應(yīng)用規(guī)模,在發(fā)展常規(guī)產(chǎn)品的同時(shí),投入更大的力量來發(fā)展新型產(chǎn)品的開發(fā)。希望配合國家新能源開發(fā)的大策略,開發(fā)出更多、更好、更適用的產(chǎn)品。