外量子效率是指在光电化学反应中,饱和辐射下每个吸收光子产生的电子对数与光子个数之比,通俗来说就是光电转换效率。外量子效率的工作原理可以从以下几个方面阐述:

1、吸光特性与电池结构:太阳能电池的吸光特性和电池结构是影响外量子效率最主要的因素。光的波长与太阳能电池的吸收率之间密切相关。提高太阳能电池的外量子效率关键是要设计电池结构,使太阳能光谱范围内的光能在最大程度上被吸收,产生免费载流子。

2、材料的能带结构:太阳能电池的外量子效率还与其材料本身的能带结构密切相关。太阳能电池需要在可见光谱和近红外光谱范围内吸收足够的光子来产生电能。常用的太阳能电池材料有单质硅、多晶硅、非晶硅等。材料的能带结构直接影响材料的吸收能力和电子传导能力,因此也直接影响外量子效率的大小。

3、光伏材料的缺陷:光伏材料中存在各种缺陷,如晶格缺陷、界面缺陷、缺陷能级等。这些缺陷会影响材料的光吸收能力、电子传导能力和复合速率等,从而影响太阳能电池的外量子效率。

4、太阳能电池的工艺:太阳能电池的工艺也会对外量子效率产生影响。例如,在制备电池时,需要加工电极负载金属和电介质,这些材料或工艺过程中存在的缺陷也会影响电池的外量子效率。

总之,太阳能电池的外量子效率与材料的光学、电学和化学性质密切相关。在制备太阳能电池时,需要在材料选择、电池结构设计和工艺等方面考虑多种因素,才能提高电池的外量子效率。