该方法基于对电池中局部短路电流 Isc 的测量,该电流是通过适当的激励产生的。在测量过程中,将太阳能电池连接上,并对其局部照射激光。 该方法的优点在于结构简单且分辨率高,缺点是必须对样品进行接触,因此只能对已制备完成的电池进行测试。通过该方法可以预测电池的寿命、载流子迁移率或缺陷细节。
根据测得的短路电流,可通过以下公式确定外部量子效率:
\(EQE = \cfrac{I_{SC}\cdot h \cfrac{c}{\lambda}}{P \cdot e}\)
其中 P 为激光功率,λ 为波长。外部量子效率不仅取决于电池内部的物理特性,也受表面反射特性的影响。若反射效应可忽略不计,则外部量子效率由以下机制决定:
体内的少数载流子复合
前表面和后表面上的少数载流子复合
太阳能电池内的旁路
内部量子效率 IQE 包含光在表面的反射:
\(IQE = EQE\cfrac{1}{1 - R(\lambda)}\)
为了确定扩散长度,必须测量至少4种不同波长的IQE,这些波长应具有不同的穿透深度。1/IQE与1/a的斜率即为有效扩散长度的倒数。