摘要
本研究探讨了器件结构与基底材料对高性能太阳能电池外部量子效率的影响。研究评估了多种光伏技术，包括甲脒铅碘化物CH5N2PbI3（FAPI）钙钛矿电池，以及各种基于硅的技术，如钝化发射极和背接触电池（PERC）、背集成接触结构（BIC）以及双面结构。通过使用精密单色仪系统进行波长依赖的光电流测量，确定了这些器件的量子特性。研究结果表明，器件结构是决定载流子收集效率的关键因素；具体而言，双面结构和PERC电池的短路电流密度分别达到了40.98 mA/cm2和39.42 mA/cm2，表现更为优异。值得注意的是，双面电池在n侧光照下的EQE(λ)曲线呈现近乎理想的矩形形状，说明其在整个工作光谱范围内的光谱响应都处于优化状态。此外，研究还分析了表面复合速度的作用，以及先进的钝化层——尤其是Al2O3和SiNx——通过降低复合态密度来提升量子性能的效能。研究结论表明，将先进的钝化层（Al2O3和SiNx）与PERC和双面结构等优化后的器件设计相结合，对于最大化载流子收集效率、实现高达40.98 mA/cm2的电流密度具有至关重要的意义。对太阳能电池性能的全面分析需要考虑作为波长函数的光谱响应和外部量子效率。此外，基于光谱响应的电流密度分析相比传统的I–V特性测试，能够更准确地评估电池参数。
