¿Qué es la eficiencia cuántica de una célula solar y cómo probarla?
La eficiencia cuántica de una célula solar se refiere a la diferencia entre el número de portadores de carga en la célula solar y la cantidad de energía irradiada sobre la superficie de la célula solar. La proporción del número de fotones. Por lo tanto, la eficiencia cuántica de una célula solar está relacionada con la respuesta de la célula solar a varias longitudes de onda de luz que inciden en la superficie de la célula solar. La eficiencia cuántica de una célula solar está relacionada con la longitud de onda o energía de la luz.
Si para una determinada longitud de onda, la célula solar absorbe completamente todos los fotones y recolectamos portadores minoritarios (como electrones en materiales tipo P), entonces la eficiencia cuántica de la célula solar en esta longitud de onda es 1. Para fotones con energía por debajo de la banda prohibida, la eficiencia cuántica de una célula solar es cero. La eficiencia cuántica de una célula solar ideal es el cuadrado, es decir, la eficiencia cuántica de una célula solar es constante para cada longitud de onda probada.
Sin embargo, la eficiencia cuántica de la mayoría de las células solares se reduce debido a efectos de absorción parásita, donde los portadores de carga no pueden fluir a circuitos externos. La estructura de la célula solar también afecta a la capacidad de absorción y a la eficiencia cuántica de la célula solar. Por ejemplo, los cambios en la superficie frontal de una célula solar pueden afectar a los portadores de carga generados cerca de la superficie.
Además, dado que la luz de longitud de onda corta se absorbe en la superficie de la célula solar, una considerable absorción parásita en la superficie frontal afectará la eficiencia cuántica de la célula solar cerca de esa longitud de onda. De manera similar, la luz de longitud de onda larga es absorbida por el cuerpo de la célula solar, y una baja profundidad de difusión afectará la capacidad del cuerpo de la célula solar para absorber luz de longitud de onda larga, reduciendo así la eficiencia cuántica de la célula solar cerca de esa longitud de onda. En términos un poco más técnicos, la eficiencia cuántica de una célula solar puede considerarse como la capacidad de la célula solar para absorber una única longitud de onda de luz, teniendo en cuenta el espesor de la célula y el número de fotones incidentes.
La eficiencia cuántica de una célula solar a veces se denomina IPCE, que es la eficiencia de conversión de fotón incidente en electrón de la célula solar. Prueba de respuesta espectral de células solares (material fotovoltaico), prueba de eficiencia cuántica, prueba de eficiencia de conversión fotoeléctrica, etc. En términos generales, se trata de medir la fotocorriente y la guía de ondas óptica de materiales fotovoltaicos bajo diferentes longitudes de onda de luz.