外部量子效率(EQE)是指光電器件(如太陽(yáng)能電池、光電探測(cè)器等)將入射光子轉(zhuǎn)換為電子的效率，具體來(lái)說(shuō)，是收集到的電子數(shù)與入射光子數(shù)之比。例如，對(duì)于發(fā)光二極管而言，其外量子效率等于單位時(shí)間內(nèi)于平面內(nèi)發(fā)出的光子數(shù)與單位時(shí)間內(nèi)于平面內(nèi)注入的電子-空穴對(duì)的比值；而在太陽(yáng)能電池中，它則體現(xiàn)為輸出電流與進(jìn)入電池的光流之比。
使用單色光源(如可調(diào)波長(zhǎng)激光或單色儀)照射電池表面，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器校準(zhǔn)入射光強(qiáng)。然后測(cè)量電池在不同波長(zhǎng)下的短路電流，結(jié)合入射光子通量來(lái)計(jì)算EQE。量子效率測(cè)試儀通常采用類(lèi)似的方法，利用單色光源發(fā)出特定波長(zhǎng)的光模擬入射光子，用光電二極管等探測(cè)器探測(cè)入射光子并將其轉(zhuǎn)換為電子信號(hào)，再經(jīng)過(guò)信號(hào)放大、甄別等處理后得到數(shù)據(jù)。
外部量子效率(EQE)的測(cè)定步驟：
1.準(zhǔn)備階段
-樣品安裝：將待測(cè)器件固定在專(zhuān)用的樣品架上，確保其位置準(zhǔn)確且穩(wěn)定，以便后續(xù)能夠均勻地接受光照并有效收集產(chǎn)生的信號(hào)。
-光源調(diào)試：開(kāi)啟光源設(shè)備，使其達(dá)到穩(wěn)定的工作狀態(tài)。通常需要使用具有連續(xù)光譜輸出能力的光源，如氙燈等，以覆蓋較寬的波長(zhǎng)范圍，滿(mǎn)足不同測(cè)試需求。待光源穩(wěn)定以后，啟動(dòng)單色器，將光源調(diào)制成連續(xù)變化的單色光。
-校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)件：把標(biāo)準(zhǔn)電池放置在樣品架的位置上，用調(diào)制好的單色光依次照射標(biāo)準(zhǔn)電池，測(cè)量并記錄各個(gè)波段光的強(qiáng)度數(shù)據(jù)，以此作為后續(xù)計(jì)算和對(duì)比的基礎(chǔ)參考值。這一步是為了建立準(zhǔn)確的光照強(qiáng)度與響應(yīng)關(guān)系的基準(zhǔn)。
2.測(cè)量過(guò)程
-更換待測(cè)樣品：將待測(cè)器件安裝到樣品架，取代之前的標(biāo)準(zhǔn)電池。
-采集數(shù)據(jù)：讓單色光照射到待測(cè)器件上，激發(fā)其產(chǎn)生相應(yīng)的光電效應(yīng)或其他相關(guān)物理現(xiàn)象，從而得到光電信號(hào)響應(yīng)。利用鎖相放大器等高精度的信號(hào)檢測(cè)設(shè)備將微弱的信號(hào)進(jìn)行放大處理，以提高信噪比，便于準(zhǔn)確讀取和分析數(shù)據(jù)。
-多波長(zhǎng)掃描：重復(fù)上述操作，逐步改變單色光的波長(zhǎng)，對(duì)整個(gè)感興趣的光譜范圍(例如紫外、可見(jiàn)、近紅外全光譜范圍)進(jìn)行逐點(diǎn)或連續(xù)掃描測(cè)量，獲取不同波長(zhǎng)下的光子響應(yīng)情況。
3.數(shù)據(jù)處理與分析
-計(jì)算效率指標(biāo)：根據(jù)測(cè)量得到的入射光功率、產(chǎn)生的電子數(shù)以及對(duì)應(yīng)的光子能量等信息，按照特定的公式計(jì)算出每個(gè)波長(zhǎng)點(diǎn)的外量子效率值。一般來(lái)說(shuō)，外量子效率等于產(chǎn)生的電子數(shù)與注入光子數(shù)之比。
-繪制光譜響應(yīng)曲線：以波長(zhǎng)為橫坐標(biāo)，以外量子效率為縱坐標(biāo)，繪制出待測(cè)器件的光譜響應(yīng)曲線，直觀展示其在不同波長(zhǎng)光照下的量子效率變化規(guī)律。
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