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外量子效率测试(EQE)

原理:利用单色仪输出连续波长的单色光照射器件,并同步测量器件输出的短路电流,计算器件收集到的光生电子数与照射在器件表面的入射单色光子数之比,进而绘制出 EQE 随波长变化的响应光谱。

具体测试对象:

传统晶硅太阳能电池

叠层太阳能电池

薄膜太阳能电池(CIGS、CdTe)

钙钛矿太阳能电池(PSC)以及有机光伏器件(OPV)


1. 项目介绍

原理:利用单色仪输出连续波长的单色光照射器件,并同步测量器件输出的短路电流,计算器件收集到的光生电子数与照射在器件表面的入射单色光子数之比,进而绘制出 EQE 随波长变化的响应光谱。

作用:用于表征光伏器件在特定波长光照射下的光电转换能力。通过分析 EQE 光谱曲线,可准确定位器件在特定波段(如紫外、可见、红外光区)的光学吸收缺陷或者载流子复合损耗。


2. 样品要求

2.1 样品正负极需具备良好的欧姆接触。单色仪输出的单色光强通常远弱于标准太阳光,产生的光电流极小(微安至纳安量级),过大的接触电阻或引线电阻会导致分压损耗及严重的信号衰减与畸变

2.2 样品须在全光谱扫描期间保持电学性能稳定。对水氧敏感的未封装器件需在密闭的氮气测试盒中进行原位测量;针对具有迟滞效应的新型材料(如钙钛矿),需配置特定的偏置光或施加偏置电压以满足稳态测试条件。


3. 常见问题

3.1 特定波段信号骤降或曲线出现负值

短波段(300-400 nm)响应骤降通常归因于透明导电基底(如FTO/ITO)或迎光面电荷传输层的严重寄生吸收;长波段无响应受限于活性材料的带隙宽度或极短的载流子扩散长度。曲线出现负值多由锁相放大器相位未准确校准,或斩波器频率与系统谐振引发。

3.2 曲线信噪比低

器件暗电流过大或并联电阻(Rsh)极低,导致微弱的光电流信号被背景电噪声完全淹没。测试侧的解决对策包括降低斩波器频率、增加锁相放大器的时间常数以延长单点积分时间;器件侧则需重新制备漏电流更小的样品。


使用设备:光致发光量子效率测量系统

外量子效率测试(EQE)
原理:利用单色仪输出连续波长的单色光照射器件,并同步测量器件输出的短路电流,计算器件收集到的光生电子数与照射在器件表面的入射单色光子数之比,进而绘制出 EQE 随波长变化的响应光谱。
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