准费米能级分裂测试、暗指开路电压、iVoc、QFLS mapping、等效光伏特性测试

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背景介绍

随着全球对清洁能源的需求不断增加以及光电器件技术的快速发展，太阳能电池及其他光电器件的性能优化成为研究热点。准费米能级分裂（Quasi-Fermi Level Splitting, QFLS）是衡量光电器件性能的关键参数之一，它反映了光照下非平衡载流子的分离程度，直接影响器件的开路电压和能量转换效率。然而，传统 QFLS 测试设备存在测量精度不高、操作复杂、功能单一等问题，难以满足新型光电器件（如钙钛矿太阳能电池、有机发光二极管等）的高精度测试需求。

东谱科技作为国内领先的光电测试仪器供应商，凭借多年的技术积累和创新，推出全新一代 HiYield-QFLS 准费米能级分裂测试仪。该设备集多种前沿技术于一身，具备高精度、多功能、操作便捷等特点，为太阳能电池、电致发光器件等光电器件的研发与生产提供全面、高效的测试解决方案，助力科研与产业突破技术瓶颈，推动光电器件性能的持续提升。

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设备简介

（一）、原理

QFLS（准费米能级分裂，Quasi-Fermi Level Splitting）作为钙钛矿光伏电池内部光电转换过程的核心，其本质是描述在光照下光生载流子（电子和空穴）之间的非平衡态能级分布。这一现象对于提高太阳能电池的性能至关重要，因为它有助于提高开路电压和整体的能量转换效率。

由QFLS可以得到暗指开路电压（iVoc），所以HiYield-QFLS又可以称为太阳能电池暗指电压测试仪。HiYield-QFLS集成了HiYield-EL的功能，即包含了电致发光量子效率测试功能。

（二）、技术特点

HiYield-QFLS支持350-1700nm宽光谱范围，适配硅基、钙钛矿、有机太阳能电池等多种材料体系；有多功能集成特点，包括QFLS mapping测试，支持一维/二维成像测试（分辨率5μm），定位器件微观性能分布；等效光伏特性测试，以532nm激光为辐照源，自动扫描短路电流（J_sc）、开路电压（〖iV〗_oc）、填充因子（FF）及能量转换效率（PCE）；光致发光（PL）QFLS测试通过单点或扫描模式分析材料QFLS值，支持不同辐照度下动态特性研究；绝对电致发光量子效率（EQE）测试，结合双光路校准技术，实现±1%绝对精度测量。

内置6通道自动切换模块，单次测试时间＜5分钟；软件一键生成〖iV〗_oc-QFLS关联曲线、器件理想因子及能带结构分析报告。

技术优势

弱信号捕获能力：通过动态光学校准技术，有效消除环境光干扰，可精准检测低至10−510−5W/cm² 的微弱发光信号，如钙钛矿薄膜等材料的微弱发光信号，为新型材料的研究提供有力支持。

多维动态分析：支持电压（0–10V）、电流（0–150mA）、光强（0.001–11太阳光强）多变量协同控制，实时获取 QFLS 随外界条件变化的动态响应。

系统特点及功能参数补充

（三）、系统特点：

QFLS一维/二维成像（Mapping），分辨率达5μm，支持25mm×25mm器件面积扫描；

532nm 激光等效光伏特性测试（Pseudo-JV），模拟真实光照条件下的器件响应；

集成 6 通道自动测试功能，支持批量器件快速分析。

（四）核心功能参数：

暗指开路电压（〖iV〗_oc）

准费米能级分裂值（QFLS）

等效光伏特性（J_sc、〖iV〗_oc、FF、PCE、JV曲线）

器件理想因子（ideality factor）