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【求助】太阳电池的内量子效率、外量子效率和转换效率的关系

作者 天下无敌: 来源: 小木虫 900 18 举报帖子

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太阳电池的内量子效率、外量子效率和转换效率是什么关系？？？？

[ Last edited by lvzhu2007 on 2009-8-13 at 14:03 ] 返回小木虫查看更多

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精华评论

ddx-k

引用回帖:
Originally posted by 水中绿洲 at 2009-10-1 21:34:
晕了，谁能系统说一下量子效率内/外量子效率和转化率关系谁决定谁或谁影响谁啊

量子效率可以理解成为某个波长的转换效率，电池对整个光谱的综合就是转换效率。
量子效率= 外量子效率×内量子效率（量子效率的横坐标是光波波长或者光子能量）
材料特性，pn特性决定内量子效率
内量子量子效率、器件的light trapping 决定外量子效率
量子效率、入射光光谱结构决定转化率。

哎....
版主都不想回帖，回帖了总不能给自己评分，小木虫应该改了这个规定。
本来版主还是有自觉的素质的嘛。
整的俺总是回帖没分拿。

[ Last edited by ddx-k on 2009-10-2 at 11:02 ]
xiao2000

引用回帖:
Originally posted by hjsoochow at 2009-9-30 15:03:
量子效率分为内量子效率和外量子效率.且IQE=EQE/(1-R).R就是反射率.
量子效率越高,电池效率就越大.通过不同波段的QE,可以反应出电池在钝化面,扩散结,还有材料本身的质量等问题.....

正解！！！
bote

IQE=(number of photons that can induce the photovoltaic electrons)/(number of total photons that induce the electron-hole pairs).
bote

引用回帖:
Originally posted by 水中绿洲 at 2009-10-1 21:34:
晕了，谁能系统说一下量子效率内/外量子效率和转化率关系谁决定谁或谁影响谁啊

IQE determines EIQ
cord

请给出公式的出处。

量子效率的定义就是一束光子进入到吸收材料中产生的光生载流子数更进入材料的这束光子数的比值。在这个定义中已经排除了反射的影响，如果这些产生的光生载流子数不被复合掉儿全部收集起来，这个比值就是内量子效率；
实际情况是光生载流子被复合掉的几率很大，最终被外部接收到的数目跟光子数的比值就是外部量子效率。它们都是材料的固有特性。
这个就是为什么量子效率的测量对太阳电池来说很重要，一个可以检验太阳电池吸收哪部分的光，吸收比例多少，另外一个通过量子效率也可以看出材料的好坏，好的材料复合小，内外量子效率比较接近。实际测量中都是外量子效率的结果，内量子效率测量比较困难,多是一个按照材料吸收系数计算出来的理论值。

按照阁下的公式，内外量子效率只是跟材料的反射率有关，那我们可以通过改性材料的表面来降低这个反射率，外量子效率不是就可以提高了，从而电池效率得到提高？实际情况并非如此，降低材料的反射是可以提高电池性能，但是不是量子效率的提高，而是更多的光子可以进入材料被吸收而已。实际上我们往往说通过改善反射等量子效率提高了，这个都是以反射之前的光子数作为分母的。
按照严格的理论定义的话，这种说法是不准确的。不过大家在实际中都这么说，也就成了一个经验公式，但不是公理。
引用回帖:
Originally posted by hjsoochow at 2009-9-30 15:03:
量子效率分为内量子效率和外量子效率.且IQE=EQE/(1-R).R就是反射率.
量子效率越高,电池效率就越大.通过不同波段的QE,可以反应出电池在钝化面,扩散结,还有材料本身的质量等问题.....

，
cord

外量子效率在光谱范围的积分就是电池的光生电流，电流乘以电压以及填充因子等于转换效率，可见，外量子效率越大，转换效率越大。
beingwei

EQE-External Quantum Efficiency
IQE-Internal Quantum Efficiency

EQE就是落到电池上的光子数量和产生并收集的载流子数量之比，也就是光子通量和电流通量之比。因为有的时候一个光子并不能产生一个电子空穴对(e-h)因为各种复合的原因；又有时候一个光子可以产生n多个e-h（第三代太阳能电池），所以这个EQE的指标反映了光子的利用率。再和太阳光谱结合就可以推导出最重要的“能量转换率”来了。事实上因为在实验室的光源做不到100%和1.5G的太阳光谱一致，所以测量每个单色光点的EQE再来推算能量转换率成了最最准确的方法了（当然前提是你要有足够多的不同波长的单色光来作出一条像样的曲线，但是技术上面并不难实现现在。）

好了再来看IQE，有人说太阳光射进来的有的从后面透出去了（比如薄膜电池），有的从前面反射掉了，并不是太阳能电池真正利用到的部分，并不能反映真实滇池的性能。于是他们把太阳光子中反射透射的部分不算，其他的部分再来做除法，就得到IQE。这个指标并不能用来得到能量转换效率（因为效率低了就是低了，管你是反射了还是复合了），但是可以很大程度上反映电池的质量性能，推断复合的机制，提供优化的目标。比如：如果电池对蓝光反应不好，那可能是利用蓝光的emitter有哪点出了问题，比如太厚了导致载流子收集太差，等等…………
askinmocat

引用回帖:
Originally posted by yjyang07 at 2009-8-14 08:30:
同意楼上的看法。另外，传输过程中的损失有哪些？？？

正解！！
将外量子效率再和光谱（在可以产生光电流的整个波段）进行积分，就可以得到Jsc，不就可以算转换效率了。