“接下來,，我們檢驗一下學(xué)弟的成果如何吧,。”陳婉清道,。

　　“學(xué)姐你放心,，肯定沒問題的?！痹S秋自信滿滿,。

　　“好呀，那我拭目以待,，”陳婉清道：”先教你如何測試,。”

　　順著學(xué)姐的指引,，許秋看向蒸鍍機器右邊的一套儀器,。

　　一臺電腦、一個帶數(shù)顯面板的盒子,、一個集成了八只探針的元件,，一個黑色的罩子,；

　　最顯眼的是一個探照燈狀的半球體，嵌在手套箱的底部,，旁邊的銘牌上標注著“Sol3A Class AAA Solar Simulator,， 94043A型太陽模擬器”。

　　陳婉清沒有急著介紹儀器,，而是從原理開始：

　　“測試過程,，簡單來說，就是用模擬的太陽光,，照射電池器件,。

　　在此期間,，用線性電壓掃描,，從而得到電流密度隨電壓變化的曲線，即J-V特性曲線,。

　　通過J-V特性曲線,，可以計算得到器件的短路電流密度Jsc、開路電壓Voc和填充因子FF,。

　　此外,，還有輸入功率密度,，我們模擬的是AM1.5G條件,，也就是太陽光入射于地表的平均照度，具體數(shù)值為100毫瓦每平方厘米,。

　　最終,，通過公式得出,，器件的光電轉(zhuǎn)換效率(PCE）等于Jsc*Voc*FF/輸入功率密度?！?p>　　這幾個物理量,，許秋之前在綜述上看到過，所以并不陌生,，但模擬光源卻是第一次見,。

　　他疑惑道：“怎么知道這個光源，它模擬的剛好是一個太陽光的強度呢,？”

　　“最開始使用時,，會用標準硅電池標定它的光照強度，”陳婉清解釋道：“不過,，在長時間使用下,，光照強度會衰退，所以每隔一段時間,，就需要重新標定,，不然測試結(jié)果就會偏低,。”

　　陳婉清繼續(xù)道：“它有兩個開關(guān),，一個是總開關(guān),，另一個是燈光控制開關(guān)。

　　把總開關(guān),，也就是那個紅色的按鍵從0撥到1,，讓它先預(yù)熱起來，一般需要預(yù)熱十分鐘,，這段時間我可以給你介紹其他的部件,。”

　　許秋將總開關(guān)打開,，儀器內(nèi)部傳來“呼呼”的聲音,，像是有風(fēng)扇在運作。

　　“學(xué)姐,，然后是要打開電腦嗎,？”

　　“是的?！?p>　　許秋進入手套箱內(nèi),，按下電腦的開機鍵。

　　熟悉的XP系統(tǒng)開機畫面加載中,。

　　等了十幾秒鐘,，藍天白云的電腦桌面出現(xiàn)。

　　不過上面干干凈凈的,，除了“我的電腦”外,，就只有一個軟件，名稱是“魔都綜合大學(xué)物理實驗室”,。

　　“是這個軟件嗎,？”許秋將鼠標移動過去。

　　“是的,，這個是魏老師從物理系那邊要過來的,，他們用LabVIEW編寫的?！标愅袂宓?。

　　許秋打開軟件，發(fā)現(xiàn)軟件界面沒有什么花里胡哨的東西,，非常簡潔,。

　　左上方是參數(shù)設(shè)置區(qū)域，左下方是圖像顯示區(qū)域,，有橫縱兩根坐標軸,，橫軸是電壓,，單位是伏特，縱軸是電流密度,，單位是安培每平方厘米,；

　　右上方是測試結(jié)果顯示區(qū)域，包括Jsc,、Voc,、FF、PCE四項,，右下方是暗態(tài)補償,、啟動、停止按鈕,。

　　參數(shù)有默認值,，基本上已經(jīng)設(shè)置好了。

　　起始掃描電壓-1伏特,，最大電壓1伏特,，掃描間隔0.01伏特,，電池面積0.09平方厘米,，暗態(tài)補償0，當前測試條件為暗態(tài),。

　　熟悉了軟件界面后,，許秋看向電腦旁邊的帶數(shù)顯面板的盒子，問道：

　　“學(xué)姐,，這個是什么,？用來測試電流的嗎？”

　　“很聰明嘛,，”陳婉清道：“這個是Keithley 2400源表,，它可以提供高度穩(wěn)定的直流電壓，同時實時測試通過的電流,，精度可達1皮安,，也就是十的負12次方安培?！?p>　　許秋按下源表的啟動鍵,，在“滴”的一聲后，儀器啟動,，兩個數(shù)顯面板亮起,，分別顯示電流和電壓。

　　隨后,，他開始安裝基片,。

　　先取了一片標有“1:1:0,，1200r”的氧化鋅基片，將基片的背面,，也就是玻璃面向下,，放置在太陽模擬光源的上方平臺。

　　平臺上有一凹槽,，基片剛好可以卡進去,，并且正對著模擬光源半球面的上方，

　　在開啟光源后,，光就可以透過玻璃,，垂直照射到有效層上，發(fā)生光電轉(zhuǎn)換,，產(chǎn)生光電流,。

　　接著，他取來帶著八只探針的元件,，將其用支架連接,，探針朝下，壓在基片上方,。

　　元件外面連接有兩組導(dǎo)線,，每組導(dǎo)線一黑一紅，共四根,，以“四線法”的方式與Keithley源表連接著,。

　　八根探針彼此平行，左右各三根,，上下各一根,。

　　這些探針剛好可以扎在電池器件的邊緣。

　　其中左右六根探針,，剛好扎在器件的六組鋁電極的末端,，而上下兩根則扎在ITO電極上。

　　其實六個電池的ITO電極是共用的,，只需要一根探針即可,，但出于美觀、防止探針意外斷裂等方面的考慮,，還是設(shè)計成了兩根,。

　　最后，許秋用黑色的罩子,，將太陽模擬光源連同基片,、探針元件一起罩起來。

　　“好啦，可以準備測試了,，”陳婉清道：“測試分為兩種,，光照和暗態(tài)，一般需要先測試一次暗態(tài),，然后再持續(xù)進行光照下的測試,。”

　　“因為暗態(tài)下,，電池器件也會產(chǎn)生少量電流,，這部分電流不是因為光照而產(chǎn)生的，所以需要扣除,。

　　雖然在一般情況下,，即使不扣除對結(jié)果的影響也不大，但是為了保證結(jié)果的嚴謹性,，這個步驟不能省略,。”

　　“好的,?！痹S秋點擊軟件的啟動按鈕。

　　“滴,?！?p>　　源表開始工作，左側(cè)的電壓值以0.01伏特的間隔,，從-1伏特開始,，不斷跳動增加,；

　　右邊電流開始是負值,，且只有微安級別，在電壓達到0.64伏特后,，轉(zhuǎn)為正值,，并迅速提高。

　　掃描結(jié)束,，得到結(jié)果,。

　　暗態(tài)下，短路電流密度只有-0.0018毫安每平方厘米,，光電轉(zhuǎn)換效率為0.0033%,。

　　許秋點擊暗態(tài)補償后，左上角的暗態(tài)補償自動變?yōu)?0.0033%,。

　　看到短路電流密度為負值,，他疑惑道：“學(xué)姐，這個Jsc為什么是負值呢，文獻中都是正值,?！?p>　　“這是測試方法導(dǎo)致的，我們給電池提供的是一個反向的偏壓,，用來抵消它產(chǎn)生的光生電流,，因此測得的電流就是負值，代表電流方向與電壓方向相反,。而在電池器件實際工作的時候,，就是正值了?！标愅袂宓?。

　　許秋若有所思的點點頭。

　　然后,，他將軟件的測試條件更改為亮態(tài),，打開模擬光源的燈光控制開關(guān)。

　　“啪”的一聲響,，黑色罩子底部透出一絲絲光線,。

　　許秋點擊啟動按鈕，電壓掃描過后,，得到亮態(tài)J-V特性曲線,。

　　軟件界面的右邊，顯示有四項光電參數(shù),，短路電流密度為-11.02毫安每平方厘米,，開路電壓為0.65伏特，填充因子為0.60,，光電轉(zhuǎn)換效率為4.30%,。

　　“學(xué)弟，厲害??！”看到實驗結(jié)果，陳婉清略顯激動道：“第一次做器件就成功啦,?！?p>