Le procédé repose sur la mesure du courant de court-circuit local Isc dans la cellule, généré par une excitation appropriée. Pour effectuer cette mesure, la cellule solaire est mise en contact et irradiée localement par un faisceau laser. Les avantages sont la simplicité de mise en place et la haute résolution ; l'inconvénient réside dans la nécessité de mettre l'échantillon sous contact, raison pour laquelle seules des cellules déjà développées peuvent être examinées. Il est possible de faire des prévisions concernant la durée de vie, la mobilité ou les détails des défauts.
À partir du courant de court-circuit mesuré, le rendement quantique externe peut être déterminé par la formule suivante :
\(EQE = \cfrac{I_{SC}\cdot h \cfrac{c}{\lambda}}{P \cdot e}\)
où P est la puissance du laser et λ la longueur d'onde. L'efficacité quantique externe dépend des propriétés du volume de la cellule, mais aussi des propriétés de réflexion de la surface. Si la réflexion peut être négligée, le mécanisme suivant détermine l'EQE :
recombinaison des porteurs minoritaires dans le volume
recombinaison des porteurs minoritaires aux surfaces avant et arrière
shunts dans la cellule solaire
Le rendement quantique interne (IQE) inclut la réflexion de la lumière à la surface :
\(IQE = EQE\cfrac{1}{1 - R(\lambda)}\)
Afin de déterminer la longueur de diffusion, il est nécessaire de mesurer l'IQE pour au moins 4 longueurs d'onde différentes, qui doivent présenter des profondeurs de pénétration différentes. La pente de la courbe 1/IQE en fonction de 1/a est l'inverse de la longueur de diffusion effective.
Fig. 1: internal quantum efficiency of a solar cell measured with 4 different wavelength
Solutions et secteurs industriels associés: Couches épitaxiées et couches minces, Photovoltaïque
