許秋將樣品托放在手套箱的傳送艙內,并不急著拿出來。
他跟隨學姐,來到外量子效率的測試儀器旁,這里有一臺電腦和一個黑色的箱體。
箱體在關閉狀態下的遮光性很好。
打開箱體后,它的內部有光源、透鏡、電源、檢測器、升降平臺,其中光源可以發射不同波長的單色光。
陳婉清開始操作示范。
她把標準硅電池放在升降平臺上,并將其與電源和檢測器連接,然后調節透鏡,使光斑完全打在硅電池表面。
標準硅電池是10厘米×10厘米的,而光斑很小,所以操作起來沒有什么難度。
接著打開電腦,開啟測試軟件,設置參數。
掃描區間設置為300-800納米,步長設置為10納米,
開始測試。
儀器“當當當”的運轉起來,電腦上實時顯示測試結果。
橫坐標為波長,縱坐標為EQE值,從300納米開始,每隔10納米,產生一個數據點。
測試完成后,軟件根據測試結果自動進行校準。
“學姐,接下來的操作換我來吧。”許秋已經通過系統影像提前看了一遍操作流程。
“你確定?等下測樣品時光斑聚焦可不容易哦。”陳婉清道。
“沒事,你放心。”
“好呀。”陳婉清說完將位置讓給許秋。
許秋從傳送艙將樣品托取出,石英玻璃窗口的那一面朝上,放在升降平臺上,將探針與電源和檢測器連接。
接下來,要將光源的光斑聚焦在待測電池上。
這步操作確實比較難,因為每個電池器件的面積僅有0.09平方厘米。
如果光斑沒有完全照射在這個范圍內,那么范圍外的光能將會損失,最終測試結果就會偏低。
不過這難不倒許秋,他耐心調試了一會兒,便將光斑調好,啟動測試。
“你這操作可以啊。”陳婉清贊嘆道。
“基本操作而已,不值一提。”許秋隨意擺擺手道:“話說,為什么電池器件的面積要做的這么小呢,做一個1平方厘米的不好嗎?”
“因為電池面積越大,光電轉換效率就越低啊,”陳婉清道:
“現階段為了獲得高效率,大部分課題組都是做小面積的,一般國際慣例是0.09或0.04平方厘米,不過也有比較夸張的課題組,會做0.01平方厘米的器件。”
“讓我想想,”許秋思考了一會兒,說道:
“我明白了,我們旋涂出來的有效層薄膜,肉眼看上去幾乎是均勻的,但其實每個區域都有細微的差別。
比如一個0.09平方厘米的器件A,將其均分為9部分A1-A9,每一部分面積0.01平方厘米。
A1-A9的光電轉換效率可能在5.0-5.5%之間波動,那么最終A的效率約為5.25%。
最后比較最高效率,0.09大面積的差不多在5.3%左右,而0.01小面積的則是5.5%,甚至能夠波動到更高的數值。
是不是這個原因呢,學姐。”
“是呀,差不多就是這個樣子,現在有機光伏還處于實驗室階段,所以沒有統一的標準,”陳婉清道:
“我之前還看到一篇文獻,標題上寫著光電轉換效率達到了15%以上,結果一看期刊是個SCI二區的。
我當時就震驚了,這就算發不了《自然》、《科學》,也能發一個它們的大子刊。
然后我就仔細看了正文,發現原來它用的是單色光,而不是模擬的太陽光,就是在標題搞了個噱頭而已。”