量子效率(Quantum Efficiency，QE)是衡量光电器件将入射光子转化为光电子或光子的能力的重要参数。量子效率测试系统旨在准确测定这一关键指标，其工作原理涉及多个关键环节。
(一)光源与光学系统
系统首先需要一个稳定的光源，通常涵盖从紫外到红外的广泛光谱范围，以适应不同类型光电器件的测试需求。光源发出的光线经过一系列的光学元件，如透镜、滤光片等，进行准直、单色化处理。滤光片可选择性地让特定波长的光通过，使得能够准确测量器件在不同波长下的量子效率。例如，在测试太阳能电池时，通过切换不同波长的滤光片，可以获取电池对不同波段太阳光的响应特性。
(二)样品激励与信号收集
准直后的单色光照射到待测的光电器件样品上，光子被样品吸收后产生光生载流子(如电子 -空穴对)。在光伏器件中，这些载流子会在内建电场的作用下分离并产生光电流；对于发光器件，则可能将电能转化为光子发射出来。测试系统通过专业的电极连接和光学收集装置，分别采集光电流或发光强度等信号。对于微弱信号的采集，通常会采用高灵敏度的电流放大器或光电探测器，以确保信号的准确性和可靠性。
(三)信号处理与量子效率计算
采集到的电信号或光信号经过模数转换后输入到计算机控制系统。在这里，软件会根据预先校准的参数，如入射光强、波长等信息，结合采集到的样品响应信号，按照量子效率的定义公式进行计算。量子效率等于产生的光电子数或输出光子数与入射光子数的比值。通过在不同波长下重复上述测试过程，就可以得到光电器件的量子效率光谱曲线，反映其在各个波长下的光电转换性能。
量子效率测试系统的使用注意事项：
1.环境控制
-温度控制：保持测试环境的温度稳定，避免温度过高或过低对样品和设备的性能产生影响。一般来说，实验室的温度应控制在20 -25℃左右。
-湿度控制：控制环境的湿度，防止湿度过大导致设备受潮损坏或影响测量结果的准确性。相对湿度一般应保持在40 -60。
-避光条件：测试过程应在暗室或避光条件下进行，以防止外界光线干扰测量结果。特别是对于低光强信号的测量，避光措施尤为重要。
2.设备维护
-定期校准：定期对量子效率测试系统的各个设备进行校准，包括光源、单色仪、电流计、探测器等，以确保测量结果的准确性和可靠性。校准周期应根据设备的使用频率和稳定性确定，一般建议每月或每季度进行一次校准。
-清洁保养：保持设备的清洁，定期清理光源、光学元件、样品台等部件表面的灰尘和污垢。同时，要注意避免使用不当的清洁工具和方法，以免损坏设备。
-正确操作：在使用设备时，要严格按照操作规程进行操作，避免误操作导致设备损坏或测量结果错误。例如，在调整单色仪波长时，要缓慢旋转调节旋钮，避免用力过猛损坏仪器；在使用电流计或皮安表时，要注意正确的量程选择和连接方式。
3.样品处理
-避免污染：在安装和测试样品时，要避免样品受到污染，如手指触摸样品表面、样品与其他物体碰撞等。如果样品表面被污染，应及时进行清洁处理。
-固定牢固：确保样品在测试过程中固定牢固，不会因震动或其他原因发生移动，以保证光照射的稳定性和测量结果的准确性。
4.数据记录与处理
-准确记录：在测量过程中，要准确记录每个测量点的数据，包括光波长、光功率、光电流等信息。同时，要记录测试日期、样品信息、设备参数等相关信息，以便后续的数据分析和结果对比。
-异常数据处理：在数据处理过程中，要注意检查数据的合理性和一致性。对于明显偏离正常范围的数据点，要进行分析和判断，找出可能的原因，如设备故障、样品问题或操作失误等，并进行相应的处理。如果无法确定原因，应重新进行测量。
