太阳电池量子效率.ppt

R&D Center YANTAO GAO 太阳电电池量子效率提纲1. 量子效率的基本概念2. 量子效率测试仪测试仪 的基本结结构3. 量子效率的分析与用途 a 太阳光谱谱b 单单晶硅对对光的吸收特性c 量子效率曲线线的定性分析d 外量子效率和电电池短路电电流密度e 偏置光在量子效率中应应用f 偏压压在量子效率中应应用d 各种太阳电电池的量子效率对对比4. 物理实验实验 室量子效率测试仪测试仪 的功能量子效率的基本概念n广义义的量子效率：光敏器件产产生的电电荷载载流子数目与外部入射到光敏性表 面的一定能量的光子数目之比Ø 外量子效率(External Quantum Efficiency, EQE)，太阳能电电池的电电荷载载流 子数目与外部入射到太阳能电电池表面的一定能量的光子数目之比Ø 内量子效率(Internal Quantum Efficiency, IQE)，太阳能电电池的电电荷载载流 子数目与外部入射到太阳能电电池表面的没有被太阳能电电池反射回去的，没有 透射过过太阳能电电池的，一定能量的光子数目之比光源斩波器滤光片光路电路量子效率测试仪的基本结构Xe灯光谱与太阳光谱斩波器的作用其实是为锁相放大器提供一个参比信号，以便于 锁相能够识别出微弱的光电流单晶硅电池的吸收波段（ 200nm 到1200nm)太阳光谱Ø 波长小于400nm的光在厚度0.01um 的硅中，就被全部吸收； Ø 波长大于1000nm的光在175um的硅中没有被完全吸收；单晶硅对光的吸收特性Si单晶硅对光的吸收过程透射光成为反 射光的一部分反射光在175um厚度电池Ø 波长小于1000nm的光 基本没有透射，IQE和 EQE 的差别反映的是前 表面减反射膜和硅表面 陷光结构状况Ø 波长大于1000nm的光 有透射，IQE和EQE 的 差别反映的是前表面减 反射膜，硅表面陷光结 构状况，电池背表面的 钝化情况没有透射光谱有透射光谱尾巴翘曲程度反映背表 面的钝化和增反射情况量子效率的定性分析外量子效率和电池短路电流密度短路电流密度电流与QE的关系公式QE 应应用实实例分 析Figure 5: Internal quantum efficiencies for the long- wavelength range of high-efficiency LFC-PERC-type cells applying different rear surface passivation layers. 偏置光在量子效率中的应用实例钝化偏置光 过剩载流子偏压在量子效率中的应用实例非晶硅薄膜电池实例不同种类的太阳电池光谱响主要不同： Ø 光谱响应波段Ø 相同波段利用率实验室量子效率测试仪功能IQE EQE 反射率Ø 波长范围：300nm-1400nmØ 最短测量步长：5nmØ 偏置光： 0 到3太阳Ø 偏压： -2.5V 到2.5V。