外量子效率eqe是光電轉(zhuǎn)換器件性能評估的關(guān)鍵指標(biāo)，在太陽能電池、光電探測器等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。
 

　　1.光子 - 電子轉(zhuǎn)換過程：當(dāng)光照射到光電器件上時，器件內(nèi)的活性材料吸收光子能量，從而激發(fā)產(chǎn)生電子 - 空穴對。以太陽能電池為例，入射光子被半導(dǎo)體材料吸收后，若光子能量大于或等于半導(dǎo)體的帶隙寬度，就會使價帶電子躍遷至導(dǎo)帶，形成電子 - 空穴對。
 

　　2.載流子收集與輸出：產(chǎn)生的電子 - 空穴對在內(nèi)建電場或外加電場作用下分離，電子向電極移動并被收集，輸出到外部電路。EQE衡量的就是從器件輸出的電子數(shù)與入射光子數(shù)的比例，反映了器件將入射光子轉(zhuǎn)化為可用電子的效率。
 

　　3.影響因素
 

　　- 材料的吸收系數(shù)：吸收系數(shù)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，進(jìn)而提高EQE。比如一些窄帶隙的半導(dǎo)體材料，對特定波長范圍的光有更強(qiáng)的吸收能力。
 

　　- 載流子傳輸層的傳輸性能：良好的載流子傳輸層能夠快速、有效地將光生載流子輸送到電極，減少載流子的復(fù)合損失，有助于提升EQE。例如，在一些有機(jī)太陽能電池中，使用具有高遷移率的傳輸層材料，可改善器件的EQE。
 

　　- 器件的表面反射和透射：器件表面對光的反射和透射會減少實際進(jìn)入器件內(nèi)部被吸收的光子數(shù)量，降低EQE。通過采用減反射膜等技術(shù)，可以降低表面反射，增加光的吸收，提高EQE。
 

　　外量子效率eqe的定義分為兩種場景：
 

　　- 光電轉(zhuǎn)換器件(如太陽能電池、探測器)：EQE = (產(chǎn)生的光生電子數(shù) / 入射光子數(shù)) × 100
 

　　- 電致發(fā)光器件(如LED)：EQE = (發(fā)射的光子數(shù) / 注入的電子-空穴對數(shù)) × 100
 

　　以下以光電轉(zhuǎn)換器件(如太陽能電池)為例，說明通用測定步驟：
 

　　1.樣品準(zhǔn)備
 

　　- 確保被測器件(DUT)表面清潔、無遮擋(如灰塵、氧化層)，電極接觸良好(避免串聯(lián)電阻過大)。
 

　　- 對于太陽能電池，需提前在標(biāo)準(zhǔn)測試條件(STC：AM1.5G光譜，100 mW/cm，25℃)下穩(wěn)定化處理(如光照老化或退火)，確保性能穩(wěn)定。
 

　　2.單色光源系統(tǒng)校準(zhǔn)
 

　　EQE測量依賴單色光逐點掃描，需通過以下步驟確保光源準(zhǔn)確性：
 

　　- 波長選擇：覆蓋器件響應(yīng)范圍(如硅電池300-1100 nm，鈣鈦礦電池300-800 nm)，通常間隔5-10 nm。
 

　　- 參考探測器校準(zhǔn)：使用已知準(zhǔn)確響應(yīng)度的標(biāo)準(zhǔn)硅探測器(經(jīng)NIST或國家計量院標(biāo)定)校準(zhǔn)單色光的光強(qiáng)。