一文带您详细了解外部量子效率

发表时间:2022-09-27      点击次数:152
  光谱响应与量子效率是相同的物理特性,太阳能电池的量子效率(%),只要将光谱响应中的电流单位安培A换算成电子数,再将光能量单位瓦特W换算成光子数,即可得到太阳能电池EQE的百分比表示法。
 
  外部量子效率在制程改善上的应用:
 
  光谱响应/量子效率能反应不同波段的各层太阳能电池特性,以晶硅太阳能电池为例,是在P型晶圆上掺杂,制作N层,形成PN结面,表面再作粗化形成抗反射层,降低接口反射,提高入射的光子效率。
 
  ①当太阳光照射到太阳能电池时,光通过的顺序为抗反射层、N层、PN结面、P层、背电极。抗反射层因能隙较大,仅会吸收短波长的光,因此短波段(300nm-350nm)通常反应抗反射层的特性。
 
  ②大于350nm的光陆续穿过N层、PN结面与P层,因各层厚度的不同,所吸收的波段范围依序为350nm-500nm波段(N层),500nm-800nm波段(PN结面),800nm-1100nm(P层),在350-500nm波段,光谱曲线是随着波长的增加而提升,因长波长光子穿透深度较深,接近PN结面,因此转换效率提升。
 
  外部量子效率一般效率高的部分都是落在PN结面的波段,因PN结面内部电场可有效率的拆解吸收光子后的电子-空穴对,效率高500nm-800nm波段,反映的是PN结面层的特性。800-1100nm波段穿透到下层的P层,光谱随波长增加而快速递减的原因有二种,800-1000nm波长越长,产生的电子-空穴对越远离PN结面,需由扩散机制到达PN结面,距离PN结面越远,再扩散到PN结面前就被复合的机率较高,所以800nm-1000nm光谱随波长递减;大于1000nm波段快速下降则是因为入射光能量逐渐小于P层材料的能隙,入射光无法激发电子-空穴对产生,所以曲线快速下降,可由外部量子效率观察出各层反应特性。
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