| 对于太阳能电池性能的测量，通常使用有两种方法进行测量，一种是IV伏安特性曲线，另一种就是是光谱响应或者说量子效率测量。伏安特性曲线可以给出基本的电池参数，如短路电流、开路电压、填充因子、电池效率等。而光谱响应给出了更加详细电池性能，甚至包含了表面复合速率[1]、少数载流子扩散长度等参数。 目前太阳能电池的光谱响应广泛地被用于研究材料参数、制作工艺等对电池器件性能的影响。电池对光的响应通常以内量子效率和波长的函数关系表现出来。当单色光入射到一块电池上时会被电池吸收，光强以指数形式衰减，   是材料吸收系数，  为波长，  为距入射表面的距离。于是内量子效率写成，  代表了在 处光生载流子被结收集的概率。 下图为一种双面太阳能电池结构示意图。以这种电池为例，通过推导 ，可以计算出发射区、耗尽层、基区的内量子效率IQE，再与实验测得的IQE进行比较，即可得到扩散长度，结深，表面复合速率的值。 图1 。假设在发射区重掺情况下，平衡载流子浓度p0可以写成，  然后，将少数载流子浓度归一化，    可以写作， （1）  其中，  ，  与距离的关系图，如图2所示 图2假定不同的前表面复合速率Se，根據式（1）可算出发射区中不同位置处收集效率  的值。x轴为发射区表面到结边缘的距离。y軸轴为收集效率 的值。红色箭头所指曲线是Se=106 cm/s時，收集效率 的值。同样，对于基区 可写作，（2） 其中Wb是基区宽度，x是离结边缘的距离，Ln和Dn是p型基区中电子的扩散长度和扩散系数，Sb為为背表面的表面复合速率。根据上式，Sb可以选取一些值，例如0 cm/s、100 cm/s、250 cm/s等。就可算出对应某一表面复合速率Sb的   ，如图3所示。 的值。x轴为基区表面到结边缘的距离。y轴为收集效率 的值。红色箭头所指曲线是Sb=106 cm/s时，收集效率 的值。 因此，將Se、Sb值代入式（1）和（2），可以得到发射区与基区的收集效率 。再将 代入IQE公式，便可得到发射区与基区的内量子效率。在这个例子中选取了Se=106 cm/s、Sb=250 cm/s，计算得到相应收集效率 ，如图2、3中红色箭头所指曲线。而耗尽层中的 始終为1。再将其代入IQE公式中，得到发射区、耗尽层、基区中的内量子效率。将三者相加便可得到电池的内量子效率，图4。与实验所得的太阳能电池内量子效率进行比较，当选择106 cm/s、Sb=250 cm/s时，拟合数据与实验数据相吻合，于是确定了电池的表面复合速率Se=106 cm/s、Sb=250 cm/s。 图4 |
