QE量子效率測試儀原理，用各種波長不同的單色光分別照射太陽能電池時(shí)，由于光子能量不同以及太陽能電池對(duì)光的反射、吸收、光生載流子的收集效率等因素，在輻照度相同的條件下會(huì)產(chǎn)生不同的短路電流。以所測得的短路電流密度與輻照度之比即單位輻照度所產(chǎn)生的短路電流密度與波長的函數(shù)關(guān)系來測絕對(duì)光譜響應(yīng)，以光譜響應(yīng)的值進(jìn)行歸一化的光譜響應(yīng)來測相對(duì)光譜響應(yīng)。
光譜響應(yīng)特性包含了太陽能電池的許多重要信息，同時(shí)又與測試條件有密切關(guān)系。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，當(dāng)用單色光測量太陽能電池的光譜響應(yīng)時(shí)一般都要在模擬陽光的偏置光照射下進(jìn)行側(cè)量，利用給定的陽光光譜輻照度和按照規(guī)定正確測得的絕對(duì)光譜響應(yīng)數(shù)據(jù)，能夠計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)條件下太陽能電池的短路電流密度。
QE量子效率測試儀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。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*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P型材料上)，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率是一個(gè)正方形，也就是說，對(duì)于測試的各個(gè)波長的太陽能電池量子效率是一個(gè)常數(shù)。
但是，絕大多數(shù)太陽能電池的量子效率會(huì)由于再結(jié)合效應(yīng)而降低，這里的電荷載流子不能流到外部電路中。影響吸收能力的同樣的太陽能電池結(jié)構(gòu)，也會(huì)影響太陽能電池的量子效率。比如，太陽能電池前表面的變化會(huì)影響表面附近產(chǎn)生的載流子。并且，由于短波長的光是在非常接近太陽能電池表面的地方被吸收的，在前表面的相當(dāng)多的再結(jié)合將會(huì)影響太陽能電池在該波長附近的太陽能電池量子效率。類似的，長波長的光是被太陽能電池的主體吸收的，并且低擴(kuò)散深度會(huì)影響太陽能電池主體對(duì)長波長光的吸收能力，從而降低太陽能電池在該波長附近的太陽能電池量子效率。用稍微專業(yè)點(diǎn)的術(shù)語來說的話，綜合器件的厚度和入射光子規(guī)范的數(shù)目來說，太陽能電池的量子效率可以被看作是太陽能電池對(duì)單一波長的光的吸收能力。
QE量子效率測試儀使用需要按照規(guī)定測量太陽能電池的相對(duì)光譜響應(yīng)，之后通過適當(dāng)?shù)牟襟E對(duì)縱坐標(biāo)進(jìn)行絕對(duì)定標(biāo)，即可得到絕對(duì)光譜響應(yīng)。常用的定標(biāo)方法是激光定標(biāo)，從出射激光光束到測試電池和絕對(duì)輻射計(jì)必須用減反射的光密封箱嚴(yán)格密封并防止其他熱輻射干擾，待測電池的溫度應(yīng)該與測量相對(duì)光譜響應(yīng)時(shí)相一致。為了保證精度，用絕對(duì)輻射計(jì)和待測電池重復(fù)測量三次以上，取三次以上的算術(shù)平均值作為光譜標(biāo)定值，測量精度應(yīng)不低于±2%。
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