內量子效率（IQE）的公式通常定義為器件內產(chǎn)生的電子空穴對或載流子的數(shù)量與其吸收的光子數(shù)量的比率。IQE 本質上是衡量吸收的光子在器件內轉化為電子空穴對的效率與吸收的光子總數(shù)的比較。有關 IQE 的詳細解釋和具體數(shù)學表示。
在給定的場景中，太陽能電池接收 10 個光子，但有 2 個被反射而不被吸收。因此，只有8個光子進入太陽能電池材料。其中，有 6 個導致電子的產(chǎn)生。要計算 IQE，給出的公式為：
根據(jù)提供的信息：
這意味著進入太陽能電池材料的光子中有 75% 有助于電子的產(chǎn)生。IQE 是一個重要參數(shù)，因為它排除了由于反射或未被吸收的光子造成的損失。它可以更準確地測量太陽能電池將吸收的光轉化為電能的材料效率。
EQE（外部量子效率）的測量涉及確定光伏器件或光電探測器（如太陽能電池或光電二極管）將入射光轉換為電荷的效率。這種測量通常是通過將外部電路中產(chǎn)生的電荷載流子（如電子）的數(shù)量與入射到設備上的給定能量的光子數(shù)量進行比較來進行的。EQE 測量對于了解和優(yōu)化各種應用中光子器件的性能至關重要。
該圖表示用于測量太陽能電池量子效率 (QE) 的系統(tǒng)設置。該系統(tǒng)的工作原理如下：
光源：這是系統(tǒng)的主要光源，可以是提供廣譜光的燈。
斬波器：斬波器是一種以固定頻率周期性地中斷光束的機械裝置。這使得鎖定放大器能夠區(qū)分來自與背景噪聲中的光脈沖同步的光電探測器的信號。
單色器：該設備從光源中選擇窄帶波長，產(chǎn)生用于測試太陽能電池的單色光。
監(jiān)控檢測器：位于單色儀之后，它測量單色光的強度，確保光源強度的任何變化不會影響 QE 測量的準確性。
輻照光學器件：這些光學器件將單色光聚焦或準直到太陽能電池上。
太陽能電池：這是被測設備。它將入射的單色光轉換成電流。
參考：具有已知響應的參考探測器用于校準系統(tǒng)并確保準確的 QE 測量。
白偏光源：該光源提供恒定強度的背景光，用于模擬太陽光譜并使太陽能電池保持在恒定的工作點。
鎖定放大器：這些設備用于測量來自太陽能電池和監(jiān)控探測器的電信號。由于鎖相放大器與斬波器同步，因此可以通過濾除噪聲來高精度測量來自太陽能電池的小信號。
放大器：在鎖定放大器測量之前放大來自太陽能電池的電信號。
該系統(tǒng)通過確定生成的電荷載流子數(shù)量與入射到電池上的光子數(shù)量的比率，可以精確測量太陽能電池的QE 。鎖定放大器的使用對于高精度測量小信號至關重要，尤其是在存在噪聲的情況下。
繪制 IEC 60904-8 標準中量子效率測量系統(tǒng)示例的系統(tǒng)圖。
圖 第一代QE-R量子效率測量系統(tǒng)。
利用 Enlitech 的創(chuàng)新 QE-R 系統(tǒng)深入了解量子效率測試的世界，該系統(tǒng)是符合 IEC 標準的精度和可靠性基準。Enlitech 的 QE-R 系統(tǒng)專為好奇和細致的人而設計，為高精度、可靠的量子效率 (QE) 測量打開了大門，符合 IEC 標準。該系統(tǒng)因其“ FAR "（快速、準確、再現(xiàn)性）特點而脫穎而出：
快速：
實現(xiàn)快速 QE 測量（120 秒內 300-1100nm），這對于鈣鈦礦太陽能電池等時間敏感的新型光伏技術至關重要。
準確：
通過 NIST 可追蹤校準，QE-R 提供精確的光子計數(shù)和光功率計算，并由雙光路和雙鎖定放大器支持，以降低測試不確定性。
可重復：
其可靠的設計可確保一致、高度可重復的結果，測試 GR&R 顯著低于 5%。
量子效率 (QE) 是指光電探測器或太陽能電池等設備將入射光子轉換為電子的能力。它是衡量設備利用光子能量生成電信號的有效性的指標。
在光電探測器中，QE 是生成的電荷載流子數(shù)量與撞擊探測器敏感區(qū)域的光子數(shù)量之比。高 QE 意味著很大比例的光子轉化為電子，表明探測器靈敏且高效。
在太陽能電池中，量子效率表示電池將光子轉化為可用電能的程度。它是評估光伏器件性能的關鍵參數(shù)，因為它直接影響其功率轉換效率。
QE 通常以百分比表示，并且會因不同波長的光而變化。它還區(qū)分了外部量子效率 (EQE) 和內部量子效率 (IQE)，外部量子效率 (EQE) 考慮了所有入射光子，而內部量子效率 (IQE) 僅考慮被器件有源層吸收的光子。
待續(xù)：光伏量子效率的15個常見問題——每位光伏研究者都應閱讀_PART4
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