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)散深度會影響太陽能電池主體對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光譜響應(yīng)，之后通過適當(dāng)?shù)牟襟E對縱坐標(biāo)進(jìn)行絕對定標(biāo)，即可得到絕對光譜響應(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)該與測量相對光譜響應(yīng)時(shí)相一致。為了保證精度，用絕對輻射計(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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