1. 外量子效率（EQE，External Quantum Efficiency）

定義：EQE是指光電器件（如太陽(yáng)能電池、光電探測(cè)器等）將入射光子轉(zhuǎn)換為電子的效率，即收集到的電子數(shù)與入射光子數(shù)之比。

測(cè)試原理：使用單色光源（如可調(diào)波長(zhǎng)激光或單色儀）照射電池表面，通過標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器校準(zhǔn)入射光強(qiáng)。測(cè)量電池在不同波長(zhǎng)下的短路電流（I_sc），結(jié)合入射光子通量計(jì)算EQE。

其中，q為電子電荷，P_in為入射光功率，λ為波長(zhǎng)，h_c為普朗克常數(shù)與光速的乘積。

2. 內(nèi)量子效率（IQE，Internal Quantum Efficiency）

定義：IQE是指光電器件內(nèi)部吸收的光子數(shù)與產(chǎn)生的電子數(shù)之比。

測(cè)試原理：需結(jié)合電池的吸收光譜數(shù)據(jù)，排除反射和透射損失。

吸收效率通過反射率（R）和透射率（T）計(jì)算：吸收效率=1?R?T。

3. 入射光子-電子轉(zhuǎn)換效率（IPCE，Incident Photon-to-Current Efficiency）

定義：與EQE等效，反映器件整體光電轉(zhuǎn)換能力。

測(cè)試原理：與EQE測(cè)量方法一致，通常用于單色光條件下的標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試。

4. 光譜響應(yīng)度（Spectral Responsibility）

定義：?jiǎn)挝蝗肷涔夤β氏?，電池產(chǎn)生的短路電流，單位為A/W。

測(cè)試原理：通過EQE數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)換：(EQE(λ)?q?λ)/h_c ，反映電池對(duì)不同波長(zhǎng)光的電流響應(yīng)能力。

5. 等效積分電流密度（Integrated Current Density）

定義：在標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)光譜（如AM1.5G）下，電池的理論短路電流密度。

測(cè)試原理：結(jié)合EQE光譜與AM1.5G光譜數(shù)據(jù)。

積分計(jì)算：J_sc=q∫_0^∞?〖EQE(λ)?ΦAM1.5G(λ)?dλ〗

其中，Φ_AM1.5G為標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)光譜光子通量。

1. EQE光譜分析

光譜響應(yīng)曲線：繪制EQE隨波長(zhǎng)的變化曲線，用于評(píng)估電池對(duì)不同波長(zhǎng)光的利用效率；

帶隙分析：通過EQE曲線的截止波長(zhǎng)推算電池材料的帶隙能量；

電流密度積分：結(jié)合太陽(yáng)光譜（如AM1.5G），積分EQE曲線計(jì)算理論短路電流密度（J_sc）。

2. IQE與吸收效率關(guān)聯(lián)

缺陷態(tài)檢測(cè)：若IQE顯著低于理論值（如＜90%），表明材料內(nèi)部存在載流子復(fù)合或收集效率問題；

光學(xué)優(yōu)化驗(yàn)證：通過對(duì)比EQE與IQE的差異，評(píng)估抗反射涂層、陷光結(jié)構(gòu)等光學(xué)設(shè)計(jì)的有效性。

3. 光譜響應(yīng)度分析

峰值響應(yīng)波長(zhǎng)：反映電池最敏感的光波長(zhǎng)范圍；

響應(yīng)帶寬：評(píng)估電池對(duì)寬光譜光的利用能力。

4. 等效積分電流密度分析

理論J_sc驗(yàn)證：與實(shí)驗(yàn)測(cè)量的J_sc對(duì)比，評(píng)估電池的電流損失來源；

多結(jié)電池子電池貢獻(xiàn)：通過分段積分，分析疊層電池中各子電池的電流貢獻(xiàn)。

5. 總結(jié)

EQE：反映太陽(yáng)能電池的整體光電轉(zhuǎn)換效率；

IQE：反映太陽(yáng)能電池內(nèi)部的光子吸收和載流子生成效率；

IPCE：反映不同波長(zhǎng)下的光電轉(zhuǎn)換效率；

SR：反映不同波長(zhǎng)下的光譜響應(yīng)度；

J_sc：反映太陽(yáng)能電池的整體性能。

設(shè)備需求

光源系統(tǒng)

可調(diào)波長(zhǎng)單色光源（如氙燈+單色儀、激光二極管陣列）；

標(biāo)準(zhǔn)參考探測(cè)器（用于校準(zhǔn)入射光強(qiáng)）。

信號(hào)采集系統(tǒng)：

高精度電流放大器與鎖相放大器，用于測(cè)量微弱光電流信號(hào)；

集成軟件自動(dòng)控制波長(zhǎng)掃描與數(shù)據(jù)記錄。

測(cè)試條件

光強(qiáng)校準(zhǔn)：確保入射光強(qiáng)在電池線性響應(yīng)范圍內(nèi)（通常<1 Sun）；

溫度控制：恒溫樣品臺(tái)（25°C）避免熱效應(yīng)對(duì)量子效率的影響；

光斑均一性：通過光學(xué)透鏡系統(tǒng)保證光斑均勻覆蓋電池有效面積。

太陽(yáng)能電池量子效率測(cè)量系統(tǒng)SolarYield適用各類光伏器件，包括鈣鈦礦太陽(yáng)能電池、有機(jī)太陽(yáng)能電池、銅銦鎵硒電池、疊層電池、鈣鈦礦-晶硅疊層、晶硅電池等，適用小面積（小面積系統(tǒng)）、模組測(cè)試（大光斑系統(tǒng)）。SolarYield自動(dòng)化程度高，測(cè)試EQE精度達(dá)10-7。

系統(tǒng)特點(diǎn)：

設(shè)備集成度高，使用便捷，測(cè)試效率高；

配置高清可視化系統(tǒng)，便于調(diào)整光斑照射位置；

自動(dòng)化程度高，各項(xiàng)操作均通過軟件完成；

具有模塊化適配特征，可配AM1.5G光譜響應(yīng)、顯微探針、變溫等測(cè)試模塊。