Измерение токов, индуцированных световым излучением, является хорошо известным методом, в первую очередь, в фотоэлектрическом секторе для пространственно разрешенного измерения рекомбинационно активных дефектов в готовых солнечных элементах.
Процедура основана на измерении локального тока короткого замыкания ISC в элементе, который вырабатывается путем соответствующего возбуждения. Для измерения солнечный элемент локально облучается лазерным излучением. Преимуществами являются простое наращивание и высокое разрешение, недостатком – необходимость контакта с образцом. По этой причине можно исследовать только готовые элементы. В результате имеется возможность оценки срока службы и наличия дефектов.
По измеренному току может быть рассчитана внешняя квантовая эффективность (EQE) по следующей формуле:
,где P – мощность лазера, λ – длина волны излучения.
EQE зависит не только от объемных свойств ячейки солнечного элемента, но также и от отражательных свойств поверхности. В случае, если отражением можно пренебречь, то внешнюю квантовую эффективность будут определять следующие механизмы:
- Рекомбинация неосновных носителей в объеме
- Рекомбинация неосновных носителей на верхней и нижней поверхностях
- Шунтирование в солнечном элементе
Внутренняя квантовая эффективность (IQE) включает в себя компоненту отражения света на поверхности и определяется по следующей формуле:
Для того, чтобы определить диффузионную длину необходимо измерить IQE минимум на четырех длинах волн, которые должны отличаться по глубине проникновения. Величина наклона графика зависимости «1/IQE» от «1/a» является обратной величиной эффективной длины диффузии.
Внутренняя квантовая эффективность солнечного элемента, измеренная на 4 разных длинах волн
Прибор для определения времени жизни носителей эпитаксиальных кремниевых тонкопленочных слоев