外量子效率eqe是光电转换器件性能评估的关键指标，在太阳能电池、光电探测器等领域应用广泛。
1.光子 - 电子转换过程：当光照射到光电器件上时，器件内的活性材料吸收光子能量，从而激发产生电子 - 空穴对。以太阳能电池为例，入射光子被半导体材料吸收后，若光子能量大于或等于半导体的带隙宽度，就会使价带电子跃迁至导带，形成电子 - 空穴对。
2.载流子收集与输出：产生的电子 - 空穴对在内建电场或外加电场作用下分离，电子向电极移动并被收集，输出到外部电路。EQE衡量的就是从器件输出的电子数与入射光子数的比例，反映了器件将入射光子转化为可用电子的效率。
3.影响因素
- 材料的吸收系数：吸收系数高的材料能更有效地吸收入射光子，增加光子被吸收的概率，进而提高EQE。比如一些窄带隙的半导体材料，对特定波长范围的光有更强的吸收能力。
- 载流子传输层的传输性能：良好的载流子传输层能够快速、有效地将光生载流子输送到电极，减少载流子的复合损失，有助于提升EQE。例如，在一些有机太阳能电池中，使用具有高迁移率的传输层材料，可改善器件的EQE。
- 器件的表面反射和透射：器件表面对光的反射和透射会减少实际进入器件内部被吸收的光子数量，降低EQE。通过采用减反射膜等技术，可以降低表面反射，增加光的吸收，提高EQE。
外量子效率eqe的定义分为两种场景：
- 光电转换器件(如太阳能电池、探测器)：EQE = (产生的光生电子数 / 入射光子数) × 100
- 电致发光器件(如LED)：EQE = (发射的光子数 / 注入的电子-空穴对数) × 100
以下以光电转换器件(如太阳能电池)为例，说明通用测定步骤：
1.样品准备
- 确保被测器件(DUT)表面清洁、无遮挡(如灰尘、氧化层)，电极接触良好(避免串联电阻过大)。
- 对于太阳能电池，需提前在标准测试条件(STC：AM1.5G光谱，100 mW/cm，25℃)下稳定化处理(如光照老化或退火)，确保性能稳定。
2.单色光源系统校准
EQE测量依赖单色光逐点扫描，需通过以下步骤确保光源准确性：
- 波长选择：覆盖器件响应范围(如硅电池300-1100 nm，钙钛矿电池300-800 nm)，通常间隔5-10 nm。
- 参考探测器校准：使用已知准确响应度的标准硅探测器(经NIST或国家计量院标定)校准单色光的光强。
