太阳电池量子效率

R&D CenterYANTAO GAO 太阳电池量子效率提纲1. 量子效率的基本概念2. 量子效率测试仪的基本结构3. 量子效率的分析与用途 a 太阳光谱 b 单晶硅对光的吸收特性 c 量子效率曲线的定性分析 d 外量子效率和电池短路电流密度 e 偏置光在量子效率中应用 f 偏压在量子效率中应用 d 各种太阳电池的量子效率对比4. 物理实验室量子效率测试仪的功能 量子效率的基本概念广义的量子效率：光敏器件产生的电荷载流子数目与外部入射到光敏性表面的一定能量的光子数目之比外量子效率 (External Quantum Efficiency, EQE) ，太阳能电池的电荷载流子数目与外部入射到太阳能电池表面的一定能量的光子数目之比。内量子效率 (Internal Quantum Efficiency, IQE) ，太阳能电池的电荷载流子数目与外部入射到太阳能电池表面的没有被太阳能电池反射回去的，没有透射过太阳能电池的，一定能量的光子数目之比。 光源斩波器滤光片光路电路量子效率测试仪的基本结构Xe 灯光谱与太阳光谱斩波器的作用其实是为锁相放大器提供一个参比信号，以便于锁相能够识别出微弱的光电流单晶硅电池的吸收波段（ 200nm 到 1200nm)太阳光谱0.20.40.60.81.01.21.41.650100150200250300Wavelength 1umSilicon Thickness 175um Penetration Depth (m)m波长小于 400nm 的光在厚度 0.01um 的硅中，就被全部吸收；波长大于 1000nm 的光在 175um 的硅中没有被完全吸收；单晶硅对光的吸收特性Si单晶硅对光的吸收过程透射光成为反射光的一部分反射光在 175um 厚度电池波长小于 1000nm 的光基本没有透射， IQE和 EQE 的差别反映的是前表面减反射膜和硅表面陷光结构状况波长大于 1000nm 的光有透射， IQE 和 EQE 的差别反映的是前表面减反射膜，硅表面陷光结构状况，电池背表面的钝化情况没有透射光谱有透射光谱尾巴翘曲程度反映背表面的钝化和增反射情况量子效率的定性分析外量子效率和电池短路电流密度短路电流密度dEQEeVj ph)(),()(电流与 QE 的关系公式QE 应用实例分析Figure 5: Internal quantum efficiencies for the long-wavelength range of high-efficiency LFC-PERC-type cells applying different rear surface passivation layers. 偏置光在量子效率中的应用实例钝化偏置光 过剩载流子偏压在量子效率中的应用实例非晶硅薄膜电池实例不同种类的太阳电池光谱响主要不同：光谱响应波段相同波段利用率实验室量子效率测试仪功能IQE EQE 反射率波长范围： 300nm-1400nm最短测量步长： 5nm偏置光： 0 到 3 太阳偏压： -2.5V 到 2.5VThank You