CN108922945B - 评估双面太阳能电池和其发射极量子效率的***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种评估双面太阳能电池和其发射极量子效率的***及方法，涉及太阳能电池测试装置及方法技术领域。所述***包括氙闪光灯、滤光轮、光衰减片、待测太阳能电池、标准硅探测器、标准测试电路、电感耦合电路、信号采集设备以及PC机；通过使用标准测试电路测试双面太阳能电池前表面的电气参数和后表面的短路电流，并以此引入两个新参数来处理电池的双面性，从而实现在标准测试条件下(STC)表征双面太阳能电池，通过使用电感耦合电路基于准稳态光电导技术测试太阳能电池表面双波长下的少子寿命，实现对太阳能电池发射极的表征得到其量子吸收效率；本发明***及方法具有测试快速准确、结构简单紧凑、功能丰富和实时在线检测的特点。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池测试装置及方法技术领域，尤其涉及一种评估双面太阳能电池和其发射极量子效率的***及方法。
背景技术
自20世纪60年代以来，双面太阳能电池已经被研究面世。双面太阳能电池用于太阳能发电可降低发电成本，因为这种太阳能电池类型可以将入射太阳光转换成电池两面的电能。实验已经通过收集屋顶和周围环境的反射辐射来证明双面模块的发电量增加了50％。因此，双面太阳能电池不仅可以提高功率密度，还可以降低光伏(PV)电力***的面积成本。
为了评估任何光伏设备的室外性能，在电池和模块级别需要适当的表征方法。对于太阳能电池而言，需要从设备的角度以及最终用户的角度来表征电池。太阳能电池的深入表征有助于改善其性能。对于单面太阳能电池，标准测试条件(STC)下的测量已经很好地建立并且常用于光伏产业。STC下的测量对应于AM1.5G照明下的室内测量，光强为1000W/m2，器件温度为25℃。然而，目前没有普遍接受的标准化表征方法来表征双面太阳能电池。目前使用的一些方法有一种为对双面太阳能电池的两面分别在STC条件下进行测试得到前后表面的电气参数，再对前后两面的有效效率进行线性求和来对电池进行表征，然而这种单独检测正面和背面效率的方式不能提供关于电池的实际双面操作的信息，因为双面特性不仅仅是单面特性的线性组合。还有一种方法是通过设置测试装置，以同时测量前后面照明下的双面太阳能电池，此方法需要专门的附加设备才能使用普通的太阳能模拟器，包括镜子和过滤器。除了使用附加设备外，电池两面的照度均匀性和光谱均匀性可能是该方法的问题。
太阳能电池的光谱响应，即每单位入射照明功率的短路电流作为波长的函数，通常用于研究其收集由组成太阳光谱的不同波长的光产生的载流子的能力。而表征太阳能电池发射极特别有用，其发射极的掺杂浓度分布必须仔细优化，以适应高短路电流和低串联电阻设计之间的狭窄折衷。
光电导测量越来越多地用于表征硅晶片和太阳能电池的各个方面。光电导是晶片中少数载流子有效寿命的度量。一般而言，解释这个有效寿命是为了获得关于不同重组机制的信息。准稳态技术的引入，简而言之，准稳态光电导QSSPC扩大了的应用范围，并有助于详细研究载流子重组的注入水平依赖性。测量条件提高了对特定物理机制的灵敏度，这对于器件诊断是有用的。而通过使用在太阳能电池发射极内几乎完全被吸收的短波长照射可以加剧发射极损耗。这使得晶片的稳态光电导强烈依赖于发射极量子收集效率。另一方面，后者对于较长波长光的光电导几乎没有影响，由此这提供了用于比较的基础。这意味着晶片光电导可以用作发射极量子效率的检测器。对比而言，传统的量子效率测量仪器内置单光仪进行测量，不仅测量速度慢，而且它们需要成品器件和相对复杂的实验装置。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是如何提供一种测试快速准确、结构简单紧凑、功能丰富并可实时在线检测的评估双面太阳能电池和其发射极量子效率的***。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种评估双面太阳能电池和其发射极量子效率的***，其特征在于：包括氙闪光灯，所述氙闪光灯用于提供光源，滤光轮位于所述闪光灯的前方，所述滤光轮的前方设置有光衰减片，所述光衰减片用于调节氙闪光灯发出的光强度，待测太阳能电池位于所述光衰减片的前方，所述待测太阳能电池的输出端经传导装置后分为两路，第一路经标准检测电路与信号采集设备的一个输入端连接，第二路经电感耦合电路与信号采集设备的另一个输入端连接，所述传导装置受控于PC机，用于在PC机的控制下切换所述标准检测电路以及电感耦合电路与所述信号采集设备连接，标准硅探测器用来确定入射光子通量；所述标准检测电路用于检测待测太阳能电池的短路电流Isc、开路电压Voc和I-V特性曲线；所述电感耦合电路用于利用电路中的射频线圈通过电感耦合测得待测太阳能电池的光电导率Δσ，所述PC机用于对所述标准检测电路以及电感耦合电路采集的数据进行计算。
进一步的技术方案在于：氙闪光灯的脉冲时间在1毫秒～500毫秒可调。
进一步的技术方案在于：所述滤光轮上设有一个直通孔并安装有两个彩色滤光片，所述两个彩色滤光片分别对应一个紫外光附件的短波长和一个红外光附近的长波长，带通为10nm-20nm。
进一步的技术方案在于：所述光衰减片的调节范围为0.01～10个太阳光强，其中，在AM1.5G的大气条件下，一个太阳光强为1000w/m2，最快可在12ms脉冲内变化150倍。
本发明还公开了一种评估双面太阳能电池和其发射极量子效率的方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1：设置测量***中各器件参数使测试环境满足STC标准测试条件，滤光轮设置为直通口径，待测太阳能电池与标准检测电路连通，光衰减片对入射光强进行调节，标准硅探测器对光强监控使其等于1000W/m2，标准检测电路中的温控装置控制温度为25℃；
步骤2:利用标准检测电路测试待测太阳能电池前表面的短路电流Isc-f、开路电压Voc-f和I-V特性曲线，在经过PC机处理计算得到待测电池前表面的填充因子FFf、伪填充因子pFF和转换效率ηf；
步骤3：将待测太阳能电池翻面，利用标准检测电路测得电池背面的短路电流Isc-r，后计算辐照增益g：
(1)式中Gf表示太阳能电池正面的辐照度，Gr表示太阳能电池背面的辐照度；同理辐照度因子x可由下式计算：
接着计算短路电流增益RIsc：
然后计算暗饱和电流I0，可由下式达到：
其中q为电荷，K为波尔茨曼常数，T为绝对温度，n是等效二极管的品质因子，最后利用下式来计算待测电池的双面等效效率ηbi：
并且通过下式得到待测太阳能电池的增益效率乘积Pg，已评估双面太阳能电池的最终增益：
Pg＝g×ηbi (6)
步骤4：启动***中的传导装置，将待测太阳能电池与电感耦合电路连通，氙闪光灯发射出脉冲光，经过滤光轮上的短波长滤光片滤光后获得短波长单色光，照射到待测太阳能电池上进行测试，电感耦合电路通过射频电感耦合得到样品光电流信号，经过信号采集设备传输到PC机，基于准稳态技术计算后得到电池的光电导Δσ，入射光强度Nph由标准硅探测器实时监测，由此计算短波长下电池少数载流子寿命τeff(UV)；
步骤5：转动滤光轮调节到长波长滤光片从而得到长波长单色光进行二次测试，在测试过程中通过调节光衰减片来改变入射光强，以获得与步骤4中短波长单色光测试条件下相同的光电导，计算此光强和光电导下的电池少数载流子寿命τeff(IR)；
步骤6：通过下式即可快速得到待测太阳能电池在短波长下的发射极内部量子收集效率ηe，其中由于控制两次测试光电导相同，即载流子浓度Δn等于常量：
进一步的技术方案在于：该方法的步骤2中对待测太阳能电池的I-V特性曲线进行测量时，当待测电池为高效率电池时测量结果存在瞬态误差，因此引入一个误差模型，电流J定义为稳态电流Jss与由太阳能电池充电或放电引起的瞬态电流之和：
其中Q是太阳能电池的每单位面积的电荷量，利用下式模拟出待测太阳能电池因电容效应产生的瞬态电流误差：
式(9)中ni为本征载流子密度，Vj为节点电压，V为端电压，Rs为串联电阻，J为电流密度，NA,D为衬底掺杂密度，w为电池厚度；通过测试太阳能电池从短路到开路状态的I-V曲线，和从开路到短路状态的I-V曲线，然后用下式可以重建太阳能电池的稳态I-V曲线：
以此提高后续参数计算的精度。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明所述方法利用标准检测电路和非接触电感耦合电路分别对待测太阳能电池进行测试，通过引入两个新参数来处理电池的双面性，实现在标准测试条件下(STC)表征双面太阳能电池；并且还通过准稳态光电导技术得到双波长下的少子寿命，实现对太阳能电池发射极进行表征得到其量子吸收效率。该方法在评估双面太阳能电池方面考虑了包括背面增益及其对双面太阳能电池整体性能的影响，从而完全量化双面太阳能电池的特性，可以在改善双面太阳能电池方面发挥重要作用；在表征发射极量子效率方面适用于以简单，无接触的方式常规监测太阳能电池的发射极区域，且具有测量结果准确、测量速度快等特点。整个测试***和方法具有结构简单紧凑、功能丰富、测量快速准确的优点，可以有效应用于需要实时快速检测的生产线中。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明实施例所述***的原理框图；
图2是本发明实施例所述***中标准检测电路的原理框图；
图3是本发明实施例所述***中电感耦合电路的原理框图；
图4是两块双面太阳能电池样品的双面等效效率和增益效率乘积测试结果曲线图；
其中：1、氙闪光灯 2、滤光轮 3、光衰减片 4、待测太阳能电池 5、标准硅探测器6、标准检测电路 7、电感耦合电路 8、信号采集设备 9、PC机。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
如图1所示，本发明实施例公开了一种评估双面太阳能电池和其发射极量子效率的***，包括氙闪光灯1，所述氙闪光灯1用于提供光源，滤光轮2位于所述闪光灯的前方，所述滤光轮2的前方设置有光衰减片3，所述光衰减片3用于调节氙闪光灯1发出的光强度，待测太阳能电池4位于所述光衰减片3的前方，所述待测太阳能电池4的输出端经传导装置后分为两路，第一路经标准检测电路6与信号采集设备8的一个输入端连接，第二路经电感耦合电路7与信号采集设备8的另一个输入端连接。所述传导装置受控于PC机9，用于在PC机9的控制下切换所述标准检测电路6以及电感耦合电路7与所述信号采集设备连接，标准硅探测器5用来确定入射光子通量；所述标准检测电路6用于检测待测太阳能电池的短路电流Isc、开路电压Voc和I-V特性曲线；所述电感耦合电路7用于利用电路中的射频线圈通过电感耦合测得待测太阳能电池的光电导率Δσ，所述PC机9用于对所述标准检测电路以及电感耦合电路采集的数据进行计算。
本发明所述***中的滤光轮2安置于所述氙闪光灯1前方，上装有一个直通孔径和两个彩色滤光片，分别对应一个紫外光附近的短波长和一个红外光附近的长波长，带通为10～20nm。并且氙闪光灯1的光强度通过光衰减片3来调节，调节范围为0.01～10个太阳光(sun)强(在AM1.5G的大气因子下，一太阳光强为1000w/m2)，最快可在12ms脉冲内变化150倍，以适应快速检测需要。
如图2所示，图2为标准测试电路的结构示意图，所述标准测试电路6包含负载、电流表、电压表、测试探针和温控装置，用于检测待测太阳能电池的短路电流Isc、开路电压Voc和I-V特性曲线。
如图3所示，图3为电感耦合电路的结构示意图，所述电感耦合电路7基于的是准稳态光电导衰减法，利用电路中的射频线圈通过电感耦合测得待测太阳能电池的光电导率Δσ。
本发明***中的标准测试电路6和电感耦合电路7之间有传导装置，待测太阳能电池4可在两个检测电路间自动切换，且标准测试电路6和电感耦合电路7共用光源氙闪光灯1，检测工作和控制互相独立。信号采集设备8与所述标准测试电路6、电感耦合电路7以及PC机9相连，用于采集两个检测电路中得到的各种电气信号进行预处理并传输给PC机9。
本发明***中PC机9处理信号以计算少数载流子寿命是基于准稳态技术实现的，而利用短波长和长波长单色照明下的标准载流子寿命测量来表征电池发射极量子效率的原理为：当用短波长即紫外光附近的光照射太阳能电池时，短波长的光几乎被发射极完全吸收，这使得电池的稳态光电导强烈依赖于发射极量子收集效率，此时的光电导可以表示为：
ΔσL(UV)≈q(μn+μp)τeffNph(UV)fabs(UV)ηe(UV)
其中，μn和μp是电子、空穴的迁移率，τeff是少数载流子寿命，Nph(UV)为此时的入射光子通量，fabs(UV)为光学吸收因子。而当使用长波长即红外光附近的光照射太阳能电池时，发射极中的发电成为总量的可忽略部分，即对较长波长光的光电导几乎没有影响，此时的光电导可以表示为：
ΔσL(IR)≈q(μn+μp)τeffNph(IR)fabs(IR)
通过使得ΔσL(UV)＝ΔσL(IR)，再将上述两式相除即可得到所需的发射极内量子效率：
而一般光电导测量仪器通常以少数载流子寿命作为分析标准，即：
Δσ≈q(μn+μp)τeffNphfabs
如果使用这种标准分析，那么用紫外和红外照射测量的寿命通常会不同，然后可以通过在短波长和长波长处对寿命的两个标准测定来获得发射体量子收集效率，则可得到：
本发明还公开了一种评估双面太阳能电池和其发射极量子效率的方法，所述方法的具体工作过程如下：
步骤1)控制***各器件参数使测试环境满足STC标准测试条件，滤光轮2设置为直通口径，待测太阳能电池4与标准测试电路6连通，光衰减片3对入射光强进行调节，标准硅探测器5对光强监控使其等于1000W/m2，电路中的温控装置控制温度为25℃；
步骤2)利用标准测试电路6测试待测太阳能电池4前表面的短路电流Isc-f、开路电压Voc-f和I-V特性曲线，在经过PC机9处理计算得到待测电池前表面的填充因子FFf、伪填充因子pFFf和转换效率ηf；步骤3)将待测太阳能电池4翻面，只需利用标准测试电路6测得电池背面的短路电流Isc-r，后计算辐照增益g：
式(1)中Gf表示太阳能电池正面的辐照度，Gr表示太阳能电池背面的辐照度。同理辐照度因子x可由下式计算：
接着计算短路电流增益RIsc：
然后计算暗饱和电流I0，可由下式达到：
其中q为电荷，K为波尔茨曼常数，T为绝对温度，n是等效二极管的品质因子，最后利用下式来计算待测电池的双面等效效率ηbi：
并且通过下式可得到待测太阳能电池的增益效率乘积Pg，已评估双面太阳能电池的最终增益：
Pg＝g×ηbi (6)
步骤4)启动***中的切换装置，将待测太阳能电池4与电感耦合电路7连通，氙闪光灯1发射出脉冲光，经过滤光轮2上的短波长滤光片滤光后获得短波长单色光，照射到待测太阳能电池4上进行测试，电感耦合电路通过射频电感耦合得到样品光电流信号，经过信号采集设备8传输到PC机9，基于准稳态技术计算后得到电池的光电导Δσ，入射光强度Nph由标准硅探测器5实时监测，由此可以计算短波长下电池少数载流子寿命τeff(UV)；步骤5)转动滤光轮2调节到长波长滤光片从而得到长波长单色光进行二次测试，在测试过程中通过调节光衰减片3来改变入射光强，以获得与步骤4中短波长单色光测试条件下相同的光电导，计算此光强和光电导下的电池少数载流子寿命τeff(IR)；步骤6)通过下式即可快速得到待测太阳能电池在短波长下的发射极内部量子收集效率ηe，其中由于控制两次测试光电导相同，即载流子浓度Δn等于常量。
本发明方法的步骤2中对待测太阳能电池4的I-V特性曲线进行测量时，当待测电池为高效率电池时测量结果存在瞬态误差，因此引入一个误差模型，电流J定义为稳态电流Jss与由太阳能电池充电或放电引起的瞬态电流之和：
其中Q是太阳能电池的每单位面积的电荷量，利用下式模拟出待测太阳能电池因电容效应产生的瞬态电流误差：
(9)式中ni为本征载流子密度，Vj为节点电压，V为端电压，Rs为串联电阻，J为电流密度，NA,D为衬底掺杂密度，w为电池厚度；通过测试太阳能电池从短路到开路状态的I-V曲线(参数下标为1)和从开路到短路状态的I-V曲线(参数下标为2)，然后用下式可以重建太阳能电池的稳态I-V曲线：
以此提高后续参数计算的精度。
在使用本发明***及方法的一个具体实验中，通过实验验证本发明***及方法评估双面太阳能电池的可行性，因此只需要实施本发明方法的步骤1-3。待测样品为标记为A和B的两块双面太阳能电池，将它们分别置于本发明***中进行测试。在经过本发明方法的步骤1和步骤2后，可以得到A、B两块电池的前表面在STC测试条件下的各项电气参数，如下表1所示
表1双面太阳能电池前表面电气参数
| I<sub>sc-f</sub>(mA) | V<sub>oc-f</sub>(mV) | FF<sub>f</sub>(％) | pFF(％) | η<sub>f</sub>(％) | |
| 电池A | 5720 | 626 | 72.00 | 84.47 | 16.83 |
| 电池B | 5714 | 617 | 74.00 | 83.26 | 17.31 |
再通过步骤3测得A、B两块电池背面的短路电流，PC机结合上表的参数利用步骤3中的公式来计算A、B两块双面太阳能电池的双面等效效率ηbi和增益效率乘积Pg。实验中计算了辐射增益从1.0到1.6的双面等效效率和增益效率乘积。辐照增益为1.0仅对应于正面照明，而辐照增益为1.6对应于正面STC照明和等于正面60％的背面照明。实验结果如图4所示，从图中可以看出对于两个被测试的双面太阳能电池，双面等效效率和增益效率乘积的变化是不同的。尽管电池B的正面效率比电池A高，但在特定的辐照增益(在本实验中约为1.25)之上，电池A具有更高的双面等效效率并且性能比电池B好。增益效率乘积提供有关两个电池的最终用途收益的信息。从实验中可以看出对于双面太阳能电池，实际性能和成本优势取决于同时的正面和背面照明条件以及器件的正面和背面性能。因此，单独的前侧和后侧效率不能提供关于双面单元的足够信息，而本发明***及方法可以有效且正确的对双面太阳能电池的性能进行表征。
在使用本发明***及方法的另一个具体实验中，通过实验验证本发明***及方法评估太阳能电池表面发射极量子效率的可行性和研究电池表面钝化对测试结果的影响，因此只需要实施本发明方法的步骤4-6。***中的滤光轮2上短波长和长波长滤光片分别选择410nm和1000nm以获得单色光照明。滤光片通过的带宽为10nm。即使在过滤之后，也可以实现高的光强度。待测样品为标记为A、B、C和D的四个晶片，且具有基本相同的发射极和表面钝化条件。为了避免测试样品的反射率和透射率测量的需要，我们使用了非常薄(约20nm)的氧化物，其确保反射率实际上与裸硅相同。他们的薄层电阻为42-54欧姆/平方，这与工业太阳能电池的电阻相似，尽管掺杂物分布非常不同，表面浓度较低并且结点较深。其中两个随后被去钝化以研究紫外响应对表面钝化质量的敏感性。且A、B以及C、D分别具有相同的基底电阻率。通过使用本发明***及方法对上述待测样品进行测试，经过步骤4-6后得到测试结果如下表2所示
表2 4块具有不同参数的电池样品的测试结果
由表中可以看出使用该方法可以快速有效的评估出太阳能电池发射极的量子效率，从中还可以分析出去除表面钝化不仅影响UV发射极收集效率，而且还影响器件中的整体复合，即在λ＝1000nm处测量的寿命。由此使用本发明方法可以更简单、更快速且无接触式的测试来获得与传统光谱响应测试类似的信息的程度。
Claims (5)
1.一种评估双面太阳能电池和其发射极量子效率的***，其特征在于：包括氙闪光灯(1)，所述氙闪光灯(1)用于提供光源，滤光轮(2)位于所述闪光灯的前方，所述滤光轮(2)的前方设置有光衰减片(3)，所述光衰减片(3)用于调节氙闪光灯(1)发出的光强度，待测太阳能电池(4)位于所述光衰减片(3)的前方，所述待测太阳能电池(4)的输出端经传导装置后分为两路，第一路经标准检测电路(6)与信号采集设备(8)的一个输入端连接，第二路经电感耦合电路(7)与信号采集设备(8)的另一个输入端连接，所述传导装置受控于PC机(9)，用于在PC机(9)的控制下切换所述标准检测电路(6)以及电感耦合电路(7)与所述信号采集设备连接，标准硅探测器(5)用来确定入射光子通量；所述标准检测电路(6)用于检测待测太阳能电池的短路电流Isc、开路电压Voc和I-V特性曲线；所述电感耦合电路(7)用于利用电路中的射频线圈通过电感耦合测得待测太阳能电池的光电导率Δσ，所述PC机(9)用于对所述标准检测电路以及电感耦合电路采集的数据进行计算。
2.如权利要求1所述的评估双面太阳能电池和其发射极量子效率的***，其特征在于：氙闪光灯(1)的脉冲时间在1毫秒～500毫秒可调。
3.如权利要求1所述的评估双面太阳能电池和其发射极量子效率的***，其特征在于：所述滤光轮(2)上设有一个直通孔并安装有两个彩色滤光片，所述两个彩色滤光片分别对应一个紫外光附件的短波长和一个红外光附近的长波长，带通为10nm-20nm。
4.如权利要求1所述的评估双面太阳能电池和其发射极量子效率的***，其特征在于：所述光衰减片(3)的调节范围为0.01～10个太阳光强，其中，在AM1.5G的大气条件下，一个太阳光强为1000w/m2，最快可在12ms脉冲内变化150倍。
5.一种评估双面太阳能电池和其发射极量子效率的方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1：设置测量***中各器件参数使测试环境满足STC标准测试条件，滤光轮(2)设置为直通口径，待测太阳能电池(4)与标准检测电路(6)连通，光衰减片(3)对入射光强进行调节，标准硅探测器(5)对光强监控使其等于1000W/m2，标准检测电路中的温控装置控制温度为25℃；
步骤2:利用标准检测电路(6)测试待测太阳能电池(4)前表面的短路电流Isc-f、开路电压Voc-f和I-V特性曲线，在经过PC机(9)处理计算得到待测电池前表面的填充因子FFf、伪填充因子pFF和转换效率ηf；
对待测太阳能电池(4)的I-V特性曲线进行测量时，当待测电池为高效率电池时测量结果存在瞬态误差，因此引入一个误差模型，电流J定义为稳态电流Jss与由太阳能电池充电或放电引起的瞬态电流之和：
其中Q是太阳能电池的每单位面积的电荷量，利用下式模拟出待测太阳能电池因电容效应产生的瞬态电流误差：
式(2)中ni为本征载流子密度，Vj为节点电压，V为端电压，Rs为串联电阻，J为电流密度，NA,D为衬底掺杂密度，w为电池厚度；通过测试太阳能电池从短路到开路状态的I-V曲线，和从开路到短路状态的I-V曲线，然后用下式可以重建太阳能电池的稳态I-V曲线：
以此提高后续参数计算的精度；
步骤3：将待测太阳能电池(4)翻面，利用标准检测电路(6)测得电池背面的短路电流Isc-r，后计算辐照增益g：
(4)式中Gf表示太阳能电池正面的辐照度，Gr表示太阳能电池背面的辐照度；同理辐照度因子x可由下式计算：
接着计算短路电流增益RIsc：
然后计算暗饱和电流I0，可由下式达到：
其中q为电荷，K为波尔茨曼常数，T为绝对温度，n是等效二极管的品质因子，最后利用下式来计算待测电池的双面等效效率ηbi：
并且通过下式得到待测太阳能电池的增益效率乘积Pg，已评估双面太阳能电池的最终增益：
Pg＝g×ηbi (9)
步骤4：启动***中的传导装置，将待测太阳能电池(4)与电感耦合电路(7)连通，氙闪光灯(1)发射出脉冲光，经过滤光轮(2)上的短波长滤光片滤光后获得短波长单色光，照射到待测太阳能电池(4)上进行测试，电感耦合电路通过射频电感耦合得到样品光电流信号，经过信号采集设备(8)传输到PC机(9)，基于准稳态技术计算后得到电池的光电导Δσ，入射光强度Nph由标准硅探测器(5)实时监测，由此计算短波长下电池少数载流子寿命τeff(UV)；
步骤5：转动滤光轮(2)调节到长波长滤光片从而得到长波长单色光进行二次测试，在测试过程中通过调节光衰减片(3)来改变入射光强，以获得与步骤4中短波长单色光测试条件下相同的光电导，计算此光强和光电导下的电池少数载流子寿命τeff(IR)；
步骤6：通过下式即可快速得到待测太阳能电池在短波长下的发射极内部量子收集效率ηe，其中由于控制两次测试光电导相同，即载流子浓度Δn等于常量：
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