2026 年 9 月 22 日
传统上，评估太阳能电池性能需要依赖昂贵且经过严格校准的工业级红外摄像机来测量电发光量子效率（EQE）。然而，来自斯图加特大学、于利希研究中心以及德国公司 Solarzentrum Stuttgart 的研究团队近期展示了一项新进展：通过修改市面上常见的消费级摄像机，同样可以实现对太阳能电池性能的定量评估。
电发光量子效率是衡量太阳能电池质量的关键指标，其数值与电池电压直接相关。通常情况下，发光量子效率越高，意味着太阳能电池的性能越好。尽管利用相机进行此类测量已是行业常规手段，但此前主要局限于高端专用设备的范畴。
低成本方案的实现路径
该研究的核心在于证明，只要对摄像机的物理响应进行适当的模拟和校准，相对便宜的消费者相机也能提供准确的定量数据。作者 Jürgen Werner 指出：“我们的方法表明，即使是相对便宜的消费者相机，当其物理响应得到适当模拟和校准时，也可以提供定量结果。”
为了实现这一目标，研究人员选用了本身不具备内部红外截止滤光片的商业摄像机。这类相机原本常被用于艺术领域的红外摄影或夜空拍摄，因此无需复杂的硬件拆解即可具备红外感光能力。在实验设置中，团队在镜头前加装了一个长通滤波器，以有效抑制可见光背景干扰，从而专注于捕捉太阳能电池发出的红外信号。
Werner 强调，电致发光图像所蕴含的信息远超简单的明暗对比。结合精确的物理摄像机模型与校准流程，这些图像能够转化为绝对的发光量子效率数据，进而揭示太阳能电池或组件局部区域的质量状况。
未来应用展望
这项研究成果已发表于《应用物理杂志》（Applied Physics Journal），标签为 10.1063/5.0349589。研究团队计划在未来工作中进一步扩展该技术的应用范围，重点探索如何利用现有商业技术提升检测能力。
“我们的下一步是使用校准后的摄像头来确定更多以前未经描述的太阳能电池和模块的量子效率及开路电压，”Werner 表示。此外，同样的物理模型也被认为适用于光致发光测量以及在白天环境下进行的检测工作，这有望大幅降低光伏产业的质量控制成本。
