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一文帶您詳細了解外部量子效率

更新時間:2022-09-27      點擊次數:2803
  光譜響應與量子效率是相同的物理特性,太陽能電池的量子效率(%),只要將光譜響應中的電流單位安培A換算成電子數,再將光能量單位瓦特W換算成光子數,即可得到太陽能電池EQE的百分比表示法。
 
  外部量子效率在制程改善上的應用:
 
  光譜響應/量子效率能反應不同波段的各層太陽能電池特性,以晶硅太陽能電池為例,是在P型晶圓上摻雜,制作N層,形成PN結面,表面再作粗化形成抗反射層,降低接口反射,提高入射的光子效率。
 
  ①當太陽光照射到太陽能電池時,光通過的順序為抗反射層、N層、PN結面、P層、背電極。抗反射層因能隙較大,僅會吸收短波長的光,因此短波段(300nm-350nm)通常反應抗反射層的特性。
 
  ②大于350nm的光陸續穿過N層、PN結面與P層,因各層厚度的不同,所吸收的波段范圍依序為350nm-500nm波段(N層),500nm-800nm波段(PN結面),800nm-1100nm(P層),在350-500nm波段,光譜曲線是隨著波長的增加而提升,因長波長光子穿透深度較深,接近PN結面,因此轉換效率提升。
 
  外部量子效率一般效率高的部分都是落在PN結面的波段,因PN結面內部電場可有效率的拆解吸收光子后的電子-空穴對,效率高500nm-800nm波段,反映的是PN結面層的特性。800-1100nm波段穿透到下層的P層,光譜隨波長增加而快速遞減的原因有二種,800-1000nm波長越長,產生的電子-空穴對越遠離PN結面,需由擴散機制到達PN結面,距離PN結面越遠,再擴散到PN結面前就被復合的機率較高,所以800nm-1000nm光譜隨波長遞減;大于1000nm波段快速下降則是因為入射光能量逐漸小于P層材料的能隙,入射光無法激發電子-空穴對產生,所以曲線快速下降,可由外部量子效率觀察出各層反應特性。
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