太陽電池量子效率

1、設(shè)備名稱：太陽電池（光電材料）光譜響應(yīng)測(cè)試系統(tǒng)型 號(hào)：QTEST STATION 2000AD制造廠家：CROWNTECH, INC.QTEST STATION 2000AD 型太陽能電池光譜響應(yīng)測(cè)試系統(tǒng)由光源，單色儀，光學(xué)斬波器及鎖相放大系統(tǒng)等組成，系統(tǒng)動(dòng)作由計(jì)算機(jī)控制完成，測(cè)試過程自動(dòng)化，最終完成數(shù)據(jù)采集、顯示、分析等工作。光源通過單色儀產(chǎn)生單色光，照射到樣品上，然后由鎖相放大系統(tǒng)等數(shù)據(jù)采集模塊完成數(shù)據(jù)采集并輸入計(jì)算機(jī)中，再由計(jì)算機(jī)完成后續(xù)數(shù)據(jù)分析、計(jì)算、顯示并保存。主要功能及應(yīng)用：QTEST STATION 2000AD 型光譜響應(yīng)測(cè)試系統(tǒng)可以測(cè)試量子效率（光譜響應(yīng)）和光電轉(zhuǎn)換效率，適用

2、于各種太陽能電池、探測(cè)器和光電材料等光譜響應(yīng)測(cè)試?；竟ぷ髟恚涸撓到y(tǒng)通過對(duì)光源產(chǎn)生的光經(jīng)斬波器和單色儀進(jìn)行濾波，以產(chǎn)生不同波長的單色光源，經(jīng)被檢測(cè)太陽電池材料或器件后，產(chǎn)生電子信號(hào)，然后通過鎖相放大器放大，獲得材料或者器件的不同波長的光電轉(zhuǎn)換效率(光譜響應(yīng))。量子效率的基本概念量子效率的基本概念n太陽能電池的量子效率是指太陽能電池的電荷載流子數(shù)目與照射在太陽能電池的量子效率是指太陽能電池的電荷載流子數(shù)目與照射在太陽能電池表面一定能量的光子數(shù)目的比率。太陽能電池表面一定能量的光子數(shù)目的比率。因此，太陽能電池的量子效率與太陽能電池對(duì)照射在太陽能電池表面因此，太陽能電池的量子效率與太陽能電池對(duì)照射

3、在太陽能電池表面的各個(gè)波長的光的響應(yīng)有關(guān)。太陽能電池的量子效率與光的波長或者的各個(gè)波長的光的響應(yīng)有關(guān)。太陽能電池的量子效率與光的波長或者能量有關(guān)。如果對(duì)于一定的波長，太陽能電池完全吸收了所有的光子能量有關(guān)。如果對(duì)于一定的波長，太陽能電池完全吸收了所有的光子，并且我們搜集到由此產(chǎn)生的少數(shù)載流子（例如，電子在，并且我們搜集到由此產(chǎn)生的少數(shù)載流子（例如，電子在P型材料上型材料上），那么太陽能電池在此波長的量子效率為），那么太陽能電池在此波長的量子效率為1。對(duì)于能量低于能帶隙。對(duì)于能量低于能帶隙的光子，太陽能電池的量子效率為的光子，太陽能電池的量子效率為0。理想中的太陽能電池的量子效。理想中的太陽能電

4、池的量子效率是一個(gè)正方形，也就是說，對(duì)于測(cè)試的各個(gè)波長的太陽能電池量子率是一個(gè)正方形，也就是說，對(duì)于測(cè)試的各個(gè)波長的太陽能電池量子效率是一個(gè)常數(shù)。效率是一個(gè)常數(shù)。太陽能電池量子效率，有時(shí)也被叫做太陽能電池量子效率，有時(shí)也被叫做IPCEIPCE，也就是太陽能電池光電轉(zhuǎn)，也就是太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率換效率(Incident(Incident-Photon-to-electron Conversion Efficiency)-Photon-to-electron Conversion Efficiency)。 外量子效率(External Quantum Efficiency, EQE)(Exter

5、nal Quantum Efficiency, EQE)，太陽能電池的電荷載流子數(shù)目與外部入射到太陽能電池表面的一定能量的光子數(shù)目之比。內(nèi)量子效率(Internal Quantum Efficiency, IQE)(Internal Quantum Efficiency, IQE)，太陽能電池的電荷載流子數(shù)目與外部入射到太陽能電池表面的沒有被太陽能電池反射回去的，沒有透射過太陽能電池的，一定能量的光子數(shù)目之比。單晶硅電池的吸收波段單晶硅電池的吸收波段（200nm 到到1200nm)太陽光譜太陽光譜0.20.40.60.81.01.21.41.650100150200250300Waveleng

6、th 1umSilicon Thickness 175um Penetration Depth (m)m波長小于波長小于400nm的光在厚度的光在厚度0.01um 的硅中，就被全部吸收；的硅中，就被全部吸收；波長大于波長大于1000nm的光在的光在175um的硅中沒有被完全吸收；的硅中沒有被完全吸收；單晶硅對(duì)光的吸收特性單晶硅對(duì)光的吸收特性Si單晶硅對(duì)光的吸收過程單晶硅對(duì)光的吸收過程透射光成為反透射光成為反射光的一部分射光的一部分反射光反射光在在175um厚度電池厚度電池波長小于波長小于1000nm的光的光基本沒有透射，基本沒有透射，IQE和和EQE 的差別反映的是的差別反映的是前前表面減反射

7、膜表面減反射膜和和硅表面硅表面陷光結(jié)構(gòu)狀況陷光結(jié)構(gòu)狀況波長大于波長大于1000nm的光的光有透射，有透射，IQE和和EQE 的的差別反映的是前表面減差別反映的是前表面減反射膜，硅表面陷光結(jié)反射膜，硅表面陷光結(jié)構(gòu)狀況，構(gòu)狀況，電池背表面的電池背表面的鈍化情況鈍化情況沒有透射光譜沒有透射光譜有透射光譜有透射光譜尾巴翹曲程度反映背表尾巴翹曲程度反映背表面的鈍化和增反射情況面的鈍化和增反射情況量子效率的定性分析量子效率的定性分析外量子效率和電池短路電流密度外量子效率和電池短路電流密度短路電流密度dEQEeVjph)(),()(電流與電流與QE的關(guān)系公式的關(guān)系公式QE 應(yīng)用實(shí)例分析應(yīng)用實(shí)例分析Figure 5: Internal quantum efficiencies for the long-wavelength range of high-efficiency LFC-PERC-type cel