■PEC-S20 IPCE 測定装置のご紹介
   
 
PEC-S20 IPCE 測定装置のご紹介
●PEC-S20 IPCE測定装置のコンセプト   ●PEC-S20で測定したIPCEスペクトルと、I-Vカーブの比較
●IPCEスペクトルの測定の目的   ●有機薄膜太陽電池用IPCE測定装置 アクロマートレンズ光学系(オプション)
●マスクの有り無しによる短絡電流密度の誤差(1)   ●アクロマートレンズ集光系による照射 シリコンセルへの照射の様子
●マスクの有り無しによる短絡電流密度の誤差(2)TiO2膜 5mm x 5mm セル   ●いつも同じサイズの遮光マスクを作るには? パンチの利用
●光ファイバ接射方式(PEC-S20)による照射方法   ●PEC-S20 構成例
●PEC-S20のIPCEスペクトルの測定方法    
●PEC-S20 IPCE測定装置のコンセプト
マスク不要のIPCE測定
  →セル面積の規定ではなく、光量(光子数)の既定による測定
 
電源・本体一体型による設置スペースの削減
 
光ファイバ“接射”方式による簡便測定の実現
 
→セル面積による補正が必要なく、データ処理が簡便に。
 
アクロマートレンズによる集光方式で、2mm角、1mm角の小面積セルの短絡電流密度計測に最適(オプション)
 
●IPCEスペクトルの測定の目的
光電変換素子の分光感度の測定
 
基準太陽光照射下における短絡電流密度の予測
  - セル受光面積が小さいと、遮光マスク等で照射面積を既定することが難しい
IPCEスペクトルとは、光電変換素子における各波長の照射光子数(光量)に対する
出力の電子数(電流)の比を、波長ごとにプロットしたものである。
図 IPCEスペクトルとソーラーシミュレータのスペクトルの例
 
●マスクの有り無しによる短絡電流密度の誤差(1)
短絡電流密度の計算においては、セル面積が重要。
マスクをつけない場合、周囲からの回り込みの光の影響は大きい。
特に、小面積セルになればなるほど、影響は大きくなる。
 
●マスクの有り無しによる短絡電流密度の誤差(2)TiO2膜 5mm x 5mm セル
 
●光ファイバ接射方式(PEC-S20)による照射方法
ファイバ先端からでる光をすべてセルに入射させる。
入射光子数に対する、出力の電流値を計測する、というコンセプト
→ セル面積による補正が必要ない。
 
●PEC-S20のIPCEスペクトルの測定方法
一般的なIPCEの測定方法
 
PEC-S20の測定方法
 
PEC-S20
サンプルの受光面積を
一回一回測定する必要なし。
 
●PEC-S20で測定したIPCEスペクトルと、I-Vカーブの比較

ソーラーシミュレータのスペクトル、または、基準太陽光スペクトルと、IPCEスペクトルから、短絡電流値を計算。

 
●有機薄膜太陽電池用IPCE測定装置 アクロマートレンズ光学系(オプション)
   

2mm 角、または、1 mm角の小面積セルの測定
(特に有機薄膜太陽電池)
→ 小面積セルでは、マスクを設置することが難しいので、
短絡電流密度を過大評価してしまうことが多い。
(誤差が2倍〜3倍になることも)

   
光量(光子数)で規定するPEC-S20の測定方式により、
小面積セルでの短絡電流密度をより簡便に計算できる。
 
●アクロマートレンズ集光系による照射 シリコンセルへの照射の様子
 
●いつも同じサイズの遮光マスクを作るには? パンチの利用
実際の実験では、遮光マスクをつけないことも多い。
遮光マスク自体も、電解液等で汚れたりする消耗品である。
金属プレート製のマスクは、自作することは困難。
身近な材料でマスクを作る
→ 不要になった黒色フロッピーディスクのカバー + 穴あけパンチ


PEC-S20型 の光ファイバの外径は、5.5mm。

→ 穴あけパンチの穴のサイズと同じ

いらなくなった黒いフロッピーディスクのプラスチックに
穴あけパンチで穴をあけると、マスク兼ライトガイドを自作できる。

*一般的な穴あけパンチは、6mmと5.5mmの二種類があります。

 
●PEC-S20 構成例
A.標準型
PEC-S20(標準型)
D.Keithley 2400対応型 DC測定
PEC-S20(標準型)   
+ Keithley 2400ソースメータ
B.ロックインアンプ AC測定対応型
PEC-S20(標準型)
+ チョッパーユニット
+ ロックインアンプ
E.1mmφ集光光学系型 DC測定
PEC-S20(標準型)   
+ アクロマートレンズ光学系
C.ロックインアンプ ホワイトバイアスAC測定対応型
PEC-S20(標準型)
+ チョッパーユニット
+ ロックインアンプ   
+ ホワイトバイアス対応2分岐ファイバ
F.1mmφ集光光学系型 DC測定Keithley2400
PEC-S20(標準型)   
+ アクロマートレンズ光学系   
+ Keithley2400
 
●PEC-S20 IPCE測定装置のコンセプト   ●PEC-S20で測定したIPCEスペクトルと、I-Vカーブの比較
●IPCEスペクトルの測定の目的   ●有機薄膜太陽電池用IPCE測定装置 アクロマートレンズ光学系(オプション)
●マスクの有り無しによる短絡電流密度の誤差(1)   ●アクロマートレンズ集光系による照射 シリコンセルへの照射の様子
●マスクの有り無しによる短絡電流密度の誤差(2)TiO2膜 5mm x 5mm セル   ●いつも同じサイズの遮光マスクを作るには? パンチの利用
●光ファイバ接射方式(PEC-S20)による照射方法   ●PEC-S20 構成例
●PEC-S20のIPCEスペクトルの測定方法    
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