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    什么是太陽能電池的量子效率?

    發布時間:2021-08-09      點擊次數:310
    量子效率是描述光電器件光電轉換能力的一個重要參數,它是在某一特定波長下單位時間內產生的平均光電子數與入射光子數之比。
     
    太陽能電池的量子效率是指太陽能電池的電荷載流子數目與照射在太陽能電池表面一定能量的光子數目的比率。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波長的光的響應有關。太陽能電池的量子效率與光的波長或者能量有關。如果對于一定的波長,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生的少數載流子(例如,電子在Р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正方形,也就是說,對于測試的各個波長的太陽能電池量子效率是一個常數。但是,絕大多數太陽能電池的量子效率會由于再結合效應而降低,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構,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,在前表面的相當多的再結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。用稍微專業點的術語來說的話,綜合器件的厚度和入射光子規范的數目來說,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。
     
    太陽能電池量子效率,有時也被叫做IPCE,也就是太陽能電池光電轉換效率(Incident-Photon-to-electron Conversion Efficiency)。
    通常被提到的兩種太陽能電池量子效率:
    外量子效率(External Quantum Efficiency, EQE),太陽能電池的電荷載流子數目與外部入射到太陽能電池表面的一定能量的光子數目之比。
    內量子效率(Internal Quantum Efficiency, IQE),太陽能電池的電荷載流子數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,一定能量的光子數目之比。
    內量子效率通常大于外量子效率。內量子效率低則表明太陽能電池的活性層對光子的利用率低。外量子效率低也表明太陽能電池的活性層對光子的利用率低,但也可能表明光的反射、透射比較多。

     
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