引言

隨著新穎光伏材料（如鈣鈦礦太陽能電池,、有機(jī)光伏(OPV)）的快速崛起,，如何在早期研究階段即評估材料的理論極限性能成為各研究機(jī)構(gòu)與產(chǎn)業(yè)界的重要議題,。傳統(tǒng)評估太陽能電池性能的方式是制作完整器件并測量其J-V曲線，然而,，此方式往往受到器件制備步驟,、接口缺陷、接面質(zhì)量,、電阻損耗、封裝穩(wěn)定度等多重因素影響,，無法快速與純粹地探究材料本質(zhì)之潛勢,。

近年來，一種以光致發(fā)光(Photoluminescence,，PL)測量為基礎(chǔ),，透過取得光致發(fā)光量子產(chǎn)率(PLQY)并推演準(zhǔn)費(fèi)米能級分裂(Quasi-Fermi Level Splitting， QFLS)的方法,，已逐漸成為新型太陽能材料研究的重要工具,。QFLS與預(yù)測出的iVoc（implied Open-Circuit Voltage）及pseudo J-V曲線，可作為材料內(nèi)在極限性能的快速指針,，有助于在材料研發(fā)初期識別具高潛力的組合,，并為后續(xù)器件優(yōu)化提供方向。

本篇文章將首先介紹相關(guān)學(xué)術(shù)理論基礎(chǔ)、PLQY與QFLS之間的推導(dǎo)方法,、QFLS對iVoc及pseudo J-V預(yù)測的意義,。同時，我們將討論優(yōu)異的QFLS測量設(shè)備如何透過精準(zhǔn)的光學(xué)與電學(xué)設(shè)計(jì),，協(xié)助研究者快速取得可靠的QFLS數(shù)據(jù),，并在光強(qiáng)動態(tài)范圍、檢測靈敏度,、波長適用范圍與數(shù)據(jù)重現(xiàn)性等方面展現(xiàn)優(yōu)勢,。

學(xué)術(shù)理論基礎(chǔ)——從PLQY到QFLS與iVoc

1. PLQY 與半導(dǎo)體載子復(fù)合機(jī)制深入探討

在太陽能電池材料中，光子入射后產(chǎn)生電子-電洞對（e-h pairs）是光電轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ),。這些載子在基態(tài)與激發(fā)態(tài)之間的分布,，可藉由費(fèi)米-狄拉克分布（Fermi-Dirac distribution）及詳細(xì)平衡（Detailed Balance）理論進(jìn)行描述。詳細(xì)平衡理論假設(shè)在穩(wěn)態(tài)條件下,，所有激發(fā)和弛豫過程均達(dá)到平衡,，這對于理解載子行為非常重要。

圖片來源：(a) Normalized absorption and emission spectra and (b) results for the... | Download Scientific Diagram

載子復(fù)合機(jī)制主要分為輻射性復(fù)合（Radiative Recombination）與非輻射性復(fù)合（Non-radiative Recombination）兩大類,。

輻射性復(fù)合是指電子與電洞復(fù)合時釋放出光子的過程,，其速率受材料的基本能隙與輻射特性所限制。輻射性復(fù)合可由以下方程序描述：
Rrad = Bnp

其中,，Rrad為輻射復(fù)合率,，B 為輻射復(fù)合系數(shù)，n 和 p 分別為電子和電洞的濃度,。此處的 B 系數(shù)通常與材料的本質(zhì)特性相關(guān),。

此外， Shockley-Read-Hall (SRH) 理論在此也扮演重要角色,，SRH 理論指出當(dāng)材料中存在缺陷或雜質(zhì)時,，載子會被捕捉到這些缺陷態(tài)，然后再發(fā)生輻射性復(fù)合,。

非輻射性復(fù)合,，則指電子與電洞復(fù)合時，能量以熱或聲子等形式釋放,，而不產(chǎn)生光子,。

非輻射復(fù)合主要由以下幾種機(jī)制主導(dǎo)：

• 缺陷態(tài)（Dangling bonds， Trap states）： 材料中存在的懸鍵,、晶格缺陷等會形成陷阱態(tài),，載子被捕獲后會通過多聲子發(fā)射等非輻射途徑復(fù)合。這類復(fù)合過程可使用 SRH 理論加以描述,，其復(fù)合率為：
  RSRH = (np - ni²) / (τp(n+n1) + τn(p+p1))
  

  其中,，τn 和 τp 分別為電子和電洞的生命周期，n1 和 p1 為與缺陷態(tài)相關(guān)的載子濃度。此公式描述了缺陷態(tài)如何影響非輻射性復(fù)合速率,。

  

• 俄歇（Auger）復(fù)合： 在高載子濃度下,，一個電子-電洞對復(fù)合時，能量會轉(zhuǎn)移給第三個載子,，使其激發(fā)到更高的能階,，然后再以非輻射的方式弛豫。Auger 復(fù)合的速率與載子濃度的三次方成正比：
  RAuger = Cnn²p + Cpnp²

  其中,，Cn 和 Cp 分別為電子和空穴的 Auger 復(fù)合系數(shù),。在高注入情況下，Auger 復(fù)合會成為主要的非輻射復(fù)合途徑,。

  

PLQY 的定義與量化

PLQY 的定義如下：
PLQY = Rrad / G

其中,，G 為入射光子產(chǎn)生載子的速率。

更進(jìn)一步的,，PLQY 可以表示為輻射復(fù)合率與總復(fù)合率的比值：
PLQY = Rrad / (Rrad + Rnon-rad)

其中,，Rnon?rad 為非輻射復(fù)合速率，包含 SRH 和 Auger 復(fù)合等,。

透過測量 PLQY,，我們可量化輻射與非輻射復(fù)合的相對比例。高 PLQY 值意味著材料中輻射復(fù)合通道占優(yōu)勢,，非輻射復(fù)合通道相對較少,。這表明材料質(zhì)量優(yōu)異，載子壽命較長,，光電轉(zhuǎn)換效率也相對較高,。特別是在太陽能電池應(yīng)用中，高 PLQY 代表著材料具有更高的理論開路電壓（Voc）上限潛力,，因?yàn)檩^少的非輻射復(fù)合損失會帶來更高的 Voc,。

PLQY 的重要性與應(yīng)用

• 材料質(zhì)量評估： PLQY 是評估半導(dǎo)體材料質(zhì)量的重要指針。高 PLQY 代表材料結(jié)構(gòu)缺陷少,，能有效轉(zhuǎn)換光能,。

• 器件性能優(yōu)化： 在太陽能電池、LED 等光電器件中,，PLQY 的提升直接關(guān)乎器件的效率。因此,，通過實(shí)驗(yàn)優(yōu)化材料制備條件,，以獲得更高的 PLQY 是研究的關(guān)鍵方向。

• 非輻射損失分析： PLQY 的測量結(jié)果可以幫助研究者理解材料中的非輻射損失機(jī)制,，從而針對性地提出改善材料和器件性能的方案,。例如，通過表面鈍化、晶格工程等技術(shù)可以減少非輻射復(fù)合中心,，提高 PLQY,。

• 量化分析： 藉由改變激發(fā)功率，我們可以得到材料的輻射復(fù)合與非輻射復(fù)合的相關(guān)信息,，進(jìn)一步探討缺陷態(tài)或是其他非輻射損失機(jī)制,。

總而言之，PLQY 不僅是衡量發(fā)光效率的指標(biāo),，更是深入理解半導(dǎo)體材料中載子動力學(xué)與復(fù)合機(jī)制的關(guān)鍵工具,。對于研究人員來說，掌握 PLQY 的測量與分析方法,，是開發(fā)高效光電器件和探索新型半導(dǎo)體材料的基礎(chǔ),。

2. 準(zhǔn)費(fèi)米能級分裂（QFLS）理論基礎(chǔ)

在熱平衡狀態(tài)下且無外加電壓時，半導(dǎo)體材料內(nèi)的電子和電洞處于相同的費(fèi)米能級（Fermi Level,， EF）,。

這表示系統(tǒng)處于熱力學(xué)平衡，載子分布遵循單一的費(fèi)米-狄拉克分布,。然而,，當(dāng)半導(dǎo)體材料受到光照激發(fā)時，會產(chǎn)生過量的電子和電洞,，此時電子和電洞不再共享同一費(fèi)米能級,，而是分別建立各自的準(zhǔn)費(fèi)米能級（Quasi-Fermi Levels），分別為電子準(zhǔn)費(fèi)米能級 (EFn) 和電洞準(zhǔn)費(fèi)米能級 (EFp),。

準(zhǔn)費(fèi)米能級的概念是為了描述非平衡狀態(tài)下載子分布而引入的,。在光激發(fā)下，電子和電洞的濃度遠(yuǎn)離熱平衡值,，因此無法用單一的費(fèi)米能級來描述,。電子準(zhǔn)費(fèi)米能級 (EFn) 代表著電子系統(tǒng)的化學(xué)勢，而電洞準(zhǔn)費(fèi)米能級 (EFp) 代表著電洞系統(tǒng)的化學(xué)勢,。兩者之間的差值,，即準(zhǔn)費(fèi)米能級分裂 (ΔEF)，定義為：
ΔEF = EFn - EFp

這個準(zhǔn)費(fèi)米能級分裂 ΔEF 直接關(guān)聯(lián)到半導(dǎo)體材料在光照下的電壓響應(yīng),。

在理想情況下,，一個高效的光伏器件所能達(dá)到的開路電壓 (Voc) 與 QFLS 密切相關(guān)。

圖片來源: Pseudo-JV and efficiency potential a Intensity-dependent quasi-Fermi... | Download Scientific Diagram

然而,，當(dāng)有光照（光激發(fā)）時,，就像有源源不斷的雨水注入這個水庫系統(tǒng)。光子激發(fā)產(chǎn)生了額外的電子和電洞,，這使得我們需要將水庫系統(tǒng)區(qū)分為兩個獨(dú)立的水庫：一個是電子水庫（對應(yīng)電子準(zhǔn)費(fèi)米能級 EFn）,，另一個是電洞水庫（對應(yīng)電洞準(zhǔn)費(fèi)米能級 EFp）,。

• 費(fèi)米能級 (EF)： 就像一個「共享水庫」，代表著在熱平衡狀態(tài)下,，電子和電洞共同的能量水平,。水位是靜止的，沒有能量差,。

• 準(zhǔn)費(fèi)米能級 (EFn 和 EFp)： 就像兩個「獨(dú)立水庫」,，分別代表著在光照下，電子和電洞各自的能量水平,。光照越強(qiáng),，注入的水越多，水庫的水位就越高,。

• 準(zhǔn)費(fèi)米能級分裂 (ΔEF=EFn?EFp)： 代表電子水庫和電洞水庫之間的水位高度差,，這個水位差決定了光伏器件能產(chǎn)生多少電壓。

QFLS 與開路電壓 (Voc) 的關(guān)系：電壓的「水位差」

現(xiàn)在,，我們把準(zhǔn)費(fèi)米能級分裂 ΔEF 想象成兩個水庫之間的水位差,。

電子水庫 (EFn) 的水位較高，而電洞水庫 (EFp) 的水位較低,。當(dāng)我們讓水從高水位流向低水位時（對應(yīng)載子從電子側(cè)流向電洞側(cè)）,，就會釋放出能量，這個能量就轉(zhuǎn)化為電壓,。

理想情況下的開路電壓 (Voc,，ideal) 近似于這個「水位差」 (ΔEF) 除以電子電荷 (q)，就像計(jì)算水力發(fā)電時,，水頭高度對電壓的影響:
Voc,ideal ≈ ΔEF / q = (EFn - EFp) / q

QFLS 與開路電壓 (Voc) 的關(guān)系：

理想情況下的開路電壓 (Voc) 近似于準(zhǔn)費(fèi)米能級分裂 (ΔEF) 除以電子電荷 (q)：

這個關(guān)系式源于半導(dǎo)體光伏器件的詳細(xì)平衡分析（Detailed Balance Analysis）,，也就是廣為人知的 Shockley-Queisser 理論框架。詳細(xì)平衡理論指出,，在穩(wěn)態(tài)條件下,，所有入射光子產(chǎn)生的載子必須與所有復(fù)合過程所消耗的載子達(dá)到平衡。而費(fèi)米-狄拉克統(tǒng)計(jì)則描述了電子和電洞在各能階的分布情況,。

以下詳細(xì)說明 QFLS 如何與 Voc 產(chǎn)生關(guān)聯(lián)：

• 光激發(fā)下的載子濃度： 光照下產(chǎn)生過量的電子和電洞,，導(dǎo)致電子濃度 (n) 和電洞濃度 (p) 分別遠(yuǎn)離熱平衡值 (n0 和 p0)。

• 準(zhǔn)費(fèi)米能級的定義： 載子濃度與準(zhǔn)費(fèi)米能級的關(guān)系可以由以下方程序描述：
  n = Nc exp((EFn - Ec) / (kBT))
  p = Nv exp((Ev - EFp) / (kBT))其中,，Nc 和 Nv 分別為導(dǎo)帶和價帶的有效態(tài)密度,，Ec 和 Ev 分別為導(dǎo)帶底和價帶頂?shù)哪芰浚琸B 為波茲曼常數(shù),，T 為溫度,。

  

• 開路條件： 開路條件下，光生電流等于暗電流,，即沒有凈電流流出器件,。在此條件下，PN 接面的電壓會達(dá)到一個穩(wěn)定的值,，這就是開路電壓 (Voc),。

• 與能帶彎曲的關(guān)聯(lián)： 準(zhǔn)費(fèi)米能級分裂 ΔEF 與 PN 接面區(qū)域的能帶彎曲直接相關(guān)。在開路條件下,，PN 接面的能帶會發(fā)生彎曲,，直到電子和電洞的準(zhǔn)費(fèi)米能級之間的差值等于接面上的電位差，也就是 Voc,。

• 詳細(xì)平衡的限制： 根據(jù)詳細(xì)平衡原理,，光伏器件的開路電壓 (Voc) 受輻射復(fù)合的限制。當(dāng)非輻射復(fù)合占主導(dǎo)地位時,，實(shí)際的 Voc 會遠(yuǎn)低于理想的 Voc 值,，因此高 PLQY 材料在理想情況下有較高的 Voc 潛力。

QFLS 的重要性：

• 理論上限： QFLS 值越高,，代表著在理想接面中有機(jī)會獲得更高的開路電壓 (Voc),。因此，QFLS 是評估光伏材料和器件性能的關(guān)鍵參數(shù),。

• 材料性能評估： QFLS 可以反映材料在光照下的載子分離能力,，高的 QFLS 值通常意味著材料具有更好的光電轉(zhuǎn)換性能。

• 器件設(shè)計(jì)： 通過調(diào)控材料的能帶結(jié)構(gòu)和載子濃度,，可以有效地提升 QFLS,，從而提高器件的效率。例如,，高摻雜可以提高載子濃度,，但也會增加非輻射復(fù)合，因此需要仔細(xì)優(yōu)化,。

• 實(shí)驗(yàn)測量： 透過光激發(fā)的能譜或電壓響應(yīng)可以測量到材料的 QFLS,，藉此評估材料的效能。

總之,，準(zhǔn)費(fèi)米能級分裂（QFLS）是理解非平衡狀態(tài)下半導(dǎo)體光電響應(yīng)的關(guān)鍵概念,。它與理想開路電壓 (iVoc) 有著直接的關(guān)聯(lián)，是衡量光伏材料和器件性能的重要指針,。

3. Pseudo J-V曲線之預(yù)測：一個理想化的藍(lán)圖

我們可以將 Pseudo J-V 曲線比喻成一位「優(yōu)秀的運(yùn)動員」,，他擁有優(yōu)秀的體能，沒有傷病,，能夠發(fā)揮出全部的潛力,。而實(shí)際的器件就像「現(xiàn)實(shí)的運(yùn)動員」，他們可能會受到傷病,、疲勞,、環(huán)境等各種因素的影響,，無法達(dá)到「頂級運(yùn)動員」的表現(xiàn)。Pseudo J-V 曲線就像是「頂級運(yùn)動員」的成績單,，它給了我們一個明確的目標(biāo),，讓我們知道「現(xiàn)實(shí)運(yùn)動員」可以進(jìn)步的方向。

因此也可以把 Pseudo J-V 曲線想象成一個「頂級光伏器件」的性能藍(lán)圖,。它不是我們實(shí)際測量到的 J-V 曲線,，而是基于材料的內(nèi)在特性（如 QFLS）和理想化的二極管模型所推導(dǎo)出的理論曲線。這個曲線假設(shè)器件沒有界面缺陷,、沒有串聯(lián)和并聯(lián)電阻損失,，以及沒有其他非理想效應(yīng)。簡而言之,，它是一個「如果所有條件都達(dá)到頂級」的器件性能預(yù)測,。

透過將iVoc、理想光生電流和理想化的飽和電流密度(J0)等參數(shù)代入,，可獲得pseudo J-V曲線,，用以評估材料之理論極限效能并與實(shí)際器件J-V比較，協(xié)助研究者辨識實(shí)務(wù)中損失的來源,。

Pseudo J-V 曲線的構(gòu)建：基于 QFLS 和理想二極管方程式

Pseudo J-V 曲線的構(gòu)建基于以下幾個關(guān)鍵要素：

理想開路電壓 (Voc,，ideal)： 如前所述，理想開路電壓 (Voc,，ideal) 與準(zhǔn)費(fèi)米能級分裂 (ΔEF) 有著直接的關(guān)聯(lián)：
Voc,ideal ≈ ΔEF / q = (EFn - EFp) / q

這個 Voc,，ideal 代表了器件在開路條件下，電壓的理論上限,，是 Pseudo J-V 曲線的起始點(diǎn),。

• 理想光生電流密度 (Jph，ideal)：
  這代表了在短路條件下,，器件能夠產(chǎn)生的最大電流密度,。在 Pseudo J-V 曲線中，我們假設(shè)所有入射光子都產(chǎn)生了可被收集的載子,，因此 Jph,，ideal 反映了材料的光吸收能力和載子收集效率。
  在實(shí)際情況中,，Jph 可以使用吸收系數(shù)和入射光譜估計(jì)出來,。

• 理想飽和電流密度 (J0)：
  理想飽和電流密度 (J0) 代表了二極管在黑暗條件下，反向偏壓時的泄漏電流,。在理想二極管模型中,，這個電流密度是由材料本身的熱平衡載子濃度和復(fù)合機(jī)制決定的。J 0 可以用以下公式表示：
  J0 = AeT² exp(-(Eg / (kBT)))

  
  

  

  其中,，Ae 是 Richardson 常數(shù),，T 是絕對溫度,，Eg 是半導(dǎo)體的能隙，kB 是波茲曼常數(shù),。

• 理想二極管方程式： Pseudo J-V 曲線是基于理想二極管方程式推導(dǎo)出的,。理想二極管方程式描述了電流密度 (J) 與電壓 (V) 之間的關(guān)系：
  J = J0 * (exp((qV) / (kBT)) - 1) - Jph,ideal這個方程式描述了在理想情況下，光伏器件的電流電壓特性,，其中 q 是基本電荷，kB 是波茲曼常數(shù),，T 是絕對溫度,。

  

藉由將以上三個參數(shù)帶入理想二極管公式，我們可以得到一條在理想情況下的電流-電壓曲線,。

Pseudo J-V 曲線的應(yīng)用：理論與現(xiàn)實(shí)的對照

Pseudo J-V 曲線的最大價值在于,，它可以作為一個基準(zhǔn)，讓我們評估實(shí)際器件性能與理論極限之間的差距,。通過比較實(shí)際測量的 J-V 曲線與 Pseudo J-V 曲線,，我們可以識別出實(shí)務(wù)中損失的來源：

• 界面缺陷： 實(shí)際器件的界面缺陷會導(dǎo)致非輻射復(fù)合，降低 PLQY 和 Voc,，使實(shí)際 J-V 曲線偏離 Pseudo J-V 曲線,。

• 串聯(lián)電阻損失： 實(shí)際器件中的串聯(lián)電阻會限制電流的流動，導(dǎo)致 J-V 曲線在較高電流密度下「下垂」,。

• 并聯(lián)電阻損失： 實(shí)際器件中的并聯(lián)電阻會導(dǎo)致漏電流,，影響低電壓下的性能。

• 光照不均勻性： 實(shí)際光照往往不均勻,，這會影響電流的產(chǎn)生,。

• 非理想接觸： 電極接觸通常不是理想的，會影響載子注入與收集效率

Pseudo J-V 曲線不僅是一個理論工具,，更是一個實(shí)用的指導(dǎo)方針,。它幫助我們：

• 理解材料的理論潛力： 通過 QFLS 和理想二極管方程式，我們可以預(yù)測材料在優(yōu)秀條件下的性能,。

• 識別性能損失的來源： 通過比較 Pseudo J-V 曲線與實(shí)際 J-V 曲線,，我們可以找到性能損失的具體原因。

• 指導(dǎo)器件設(shè)計(jì)優(yōu)化： 了解性能損失的來源后,，我們可以有針對性地優(yōu)化材料制備,、器件結(jié)構(gòu)和工藝流程，從而提高器件的整體效率,。

因此,，Pseudo J-V 曲線是連接材料基礎(chǔ)特性與器件實(shí)際性能的重要橋梁，對于半導(dǎo)體光伏器件的設(shè)計(jì)與優(yōu)化具有重要的價值,。

Enlitech QFLS-Maper測量設(shè)備的學(xué)術(shù)價值與技術(shù)特性

在上述理論的基礎(chǔ)上,，測量PLQY并推導(dǎo)QFLS的關(guān)鍵在于儀器的精準(zhǔn)度,、靈敏度與多功能性。Enlitech的QFLS-Maper測量設(shè)備在如下幾方面突顯其學(xué)術(shù)價值與專業(yè)度：

• QFLS mapping功能,，可視化材料均勻狀況：
  可視化呈現(xiàn)QFLS image,，一眼即可掌握樣品QFLS、Pseudo J-V,、PLQY,、EL-EQE等全貌；最快2分鐘可透過Pseudo J-V預(yù)測材料效率的極限,；極限3秒,，就可以了解QFLS費(fèi)米能階分布情況。

  
  

• 超高動態(tài)光強(qiáng)范圍 (1/10000 ~ 15個Sun)：
  太陽能材料研究時,，了解材料在極低光強(qiáng)（如室內(nèi)照度或弱光應(yīng)用）與超高光強(qiáng)（如高倍聚光應(yīng)用）下的行為均很重要,。QFLS-MAPER透過精密的光源調(diào)控與校正，能在1/10000個Sun到15個Sun的范圍內(nèi)保持穩(wěn)定測試,，協(xié)助研究者探討材料在弱光與強(qiáng)光條件下載子復(fù)合行為的變化,，為學(xué)術(shù)論文中的光照相關(guān)性研究提供強(qiáng)而有力的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。

• 極低光強(qiáng) PL 檢測靈敏度 (可達(dá)10^-4量級)：
  有機(jī)太陽能電池 (OPV) 因其材料特性,，PL 發(fā)射強(qiáng)度普遍較低（如某些新穎OPV或窄能隙鈣鈦礦）,。這使得研究者在利用傳統(tǒng)設(shè)備時，難以獲取高信噪比的 PLQY 數(shù)據(jù),。
  光焱科技Enlitech最新研發(fā)的QFLS-MAPER 采用高靈敏度檢測器和低噪聲光學(xué)路徑設(shè)計(jì),，大幅提高了微弱 PL 訊號的檢測能力，可達(dá)10^-4量級,。

  
  

  這種高靈敏度不僅能準(zhǔn)確擷取微弱的 PL 訊號,，更能讓研究者進(jìn)一步分析：

1. 深能階陷阱態(tài)： 通過 PL 訊號分析，揭示 OPV 材料中存在的深能階陷阱態(tài)（Deep-Level Traps）對非輻射復(fù)合的影響,。

2. 缺陷輻射： 精確評估缺陷引起的輻射復(fù)合（Defect-Mediated Radiative Recombination）對整體發(fā)光效率的貢獻(xiàn),。

3. QFLS 與 iVoc 極限： 利用高靈敏度 PL 數(shù)據(jù)，精確推導(dǎo)出 QFLS 值,，并估算材料的理想開路電壓 ( iVoc ) 極限,。這些精確的測量結(jié)果，對于深入理解 OPV 材料的載子動力學(xué),、評估其理論效能極限具有深遠(yuǎn)的學(xué)術(shù)價值,。

• 廣泛的波長覆蓋范圍 (580 ~ 1100 nm)：
  太陽能材料的研究日趨多元化，從鈣鈦礦系統(tǒng)（能隙約 1.5 ~ 1.7 eV）到有機(jī)半導(dǎo)體（能隙可延伸至近紅外）,，皆需要對不同波長范圍的 PL 訊號有良好的解析能力,，QFLS-MAPER在標(biāo)準(zhǔn)機(jī)型配置下即能涵蓋580~1100 nm常見光伏材料區(qū)間，對大多數(shù)學(xué)術(shù)研究而言已足以涵蓋主要研究材料的吸收/發(fā)射范圍。同時QFLS-MAPER在低光強(qiáng)測量與穩(wěn)定性方面的強(qiáng)化,，對于標(biāo)準(zhǔn)OPV與鈣鈦礦研究更為精準(zhǔn),、容易操作。這表示它可以：

1. 涵蓋多種材料： 同時滿足鈣鈦礦,、OPV 以及其他先進(jìn)材料的 PL 測量需求,，無需為不同能隙的材料更換設(shè)備。

2. 提供更完整的 PL 信息： 對不同波長的 PL 訊號進(jìn)行解析,，獲取更全面的材料信息,，如缺陷能級、多激子效應(yīng)等,。

3. 提升實(shí)驗(yàn)室效率： 簡化實(shí)驗(yàn)流程,，降低設(shè)備投資成本。

• 高重現(xiàn)性與可溯源校正：
  學(xué)術(shù)研究的可靠性基于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可重現(xiàn)性與可溯源性,。QFLS-MAPER著重于數(shù)據(jù)的重現(xiàn)性與可溯源性，符合學(xué)術(shù)研究對實(shí)驗(yàn)可驗(yàn)證性的要求,。QFLS-MAPER 采用經(jīng)驗(yàn)豐富的光學(xué)設(shè)計(jì)和定期校正程序,，確保測量結(jié)果的穩(wěn)定性與可靠度。具體措施包含：

1. 穩(wěn)定性設(shè)計(jì)： 采用精密的溫度控制和穩(wěn)定的光路系統(tǒng),，減少環(huán)境因素對測量結(jié)果的影響,。

2. 可溯源校正： 使用 NIST 可追溯的標(biāo)準(zhǔn)光源和檢測器，對儀器進(jìn)行定期校正,。

這些嚴(yán)格的質(zhì)量控制措施,，使研究者能夠自信地將所測量的數(shù)據(jù)應(yīng)用于嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)論文，并有助于提升研究成果的可信度,。相比之下,，競品并未明確強(qiáng)調(diào)光致量子產(chǎn)率及iVoc測試結(jié)果的重復(fù)性與穩(wěn)定性指標(biāo)。對學(xué)術(shù)單位而言,，能持續(xù)產(chǎn)出穩(wěn)定,、可對照于各實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，有助于建立研究結(jié)果的國際公信力,。

• 整合學(xué)術(shù)模型與一鍵式分析：
  QFLS-MAPER不僅是硬設(shè)備,，更搭配對應(yīng)軟件算法與學(xué)術(shù)模型內(nèi)置模塊，研究者可一鍵式快速取得QFLS,、iVoc及pseudo J-V,。此種軟硬件整合設(shè)計(jì)讓研究者能快速將測量結(jié)果與理論模型對接，減輕自行開發(fā)數(shù)據(jù)后處理程序的負(fù)擔(dān),。

結(jié)論與展望

透過PLQY測量并推導(dǎo)QFLS,、iVoc與pseudo J-V，已成為新型太陽能材料研究的重要利器。Enlitech所推出的QFLS-Maper測量設(shè)備不但在基礎(chǔ)理論上有扎實(shí)的學(xué)術(shù)背書（詳細(xì)平衡,、SRH復(fù)合理論,、Shockley-Queisser極限模型），并透過高精度光學(xué)設(shè)計(jì),、廣泛光強(qiáng)與波長范圍,、高檢測靈敏度、以及數(shù)據(jù)重現(xiàn)性的重視,，為研究者提供了一個能可靠而快速解讀材料內(nèi)在極限潛能的專業(yè)平臺,。