外部量子效率(External Quantum Efficiency,EQE)是用于描述光電器件(如太陽能電池)的光電轉(zhuǎn)換效率的一種指標(biāo)。它衡量了光電器件吸收入射光子后所產(chǎn)生的電荷載流子數(shù)與入射光子數(shù)之間的比例關(guān)系。
光電器件首先吸收入射光子。這些光子的能量將被轉(zhuǎn)移到材料的電子結(jié)構(gòu)中,激發(fā)電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài);吸收光子后,光電器件中的材料會產(chǎn)生電子-空穴對(載流子對)。在太陽能電池中,這些載流子對是通過光電效應(yīng)產(chǎn)生的;產(chǎn)生的載流子對需要被有效地分離,以便它們可以在電池中產(chǎn)生電流。這通常是通過電場的作用或材料內(nèi)部的界面來實現(xiàn)的;分離的載流子將被電池中的電極(通常是正負(fù)極)收集。正負(fù)極之間的電流流動將產(chǎn)生可用的電能;通過測量從光電器件中收集到的電流與入射光子數(shù)之間的比例來確定。這可以通過將器件暴露在標(biāo)準(zhǔn)光源下,并測量從器件中收集到的電流來實現(xiàn)。
外部量子效率eqe是一個衡量光電轉(zhuǎn)換效率的指標(biāo),表示光電轉(zhuǎn)換物質(zhì)吸收入射光能量后所產(chǎn)生的光電子的比例。
使用外部量子效率需要以下步驟:
1.測量光電池的電流:將待測光電池暴露在標(biāo)準(zhǔn)光源下,測量輸出電流。
2.測量入射光源強(qiáng)度:使用功率計等設(shè)備測量光照強(qiáng)度。
3.計算入射光源輻射能量:通過測量得到的光照強(qiáng)度,結(jié)合入射光源的光譜分布,計算入射光源單位時間內(nèi)的輻射能量。
4.計算光電池的能量轉(zhuǎn)換效率:將光電池測得的電流與入射光源的輻射能量進(jìn)行比較,并考慮到光電池各種損耗(如反射、光吸收、熱損失等),計算光電池的能量轉(zhuǎn)換效率。
5.計算外部量子效率:通過下式計算外部量子效率:
EQE=(能量轉(zhuǎn)換效率/電荷的能量)*100%
注意,電荷的能量通常取為入射光的能量除以光子的能量。
6.嘗試不同實驗條件:外部量子效率通常與光電池的結(jié)構(gòu)、材料、各種層的厚度等有關(guān),可以通過調(diào)整實驗條件,如不同的材料組分、界面工程等,來改變外部量子效率。
以上是一種常見的計算外部量子效率的方法,具體的實驗細(xì)節(jié)可能會有所不同,具體方法應(yīng)根據(jù)實驗設(shè)備和研究對象的不同而有所調(diào)整。