量測太陽能電池，通常我們可以得到以下幾個參數：開路電壓(open-circuit voltage, Voc)、短路電流(short-circuit current, Isc)、短路電流密度(short circuit current density, Jsc)、
填充因子(fill factor, FF)、能量轉換效率(power conversion efficiency, PCE)及外部量子效 率(external quantum efficiency, EQE)，以下將詳細說明。
(1) 開路電壓
當電池外接電路為開路時，可視為外接負載無窮大，此時電流為零而測量之電 壓值為開路電壓。此時外加偏壓與內建電場互相抵消，內部載子無法受到內建電場 而拆解分離，因此此時電流為零，此電壓值即為開路電壓。
(2) 短路電流
當電池外接電路為短路時，可視為外接負載為零，此時無外加偏壓，元件因為 陰陽兩極功函數不同產生一內建電場，電子與電洞可被拆解且向兩電極飄移而出，
此時電流即為短路電流。若不考慮二極體的漏電流效應，此時的電流即為太陽能電
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池的光電流。若考慮電池受光面積，可以短路電流密度(short circuit current density, Jsc) 表示之。
(3) 填充因子
太陽能電池於某一負載時可獲得最大的輸出功率(maximum power, Pmax)，由最 大輸出功率點，可得知最大功率電流(Imax)和最大功率電壓(Vmax)，式 2-8。填充因子
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(5) 外部量子效率
由入射太陽能電池的光子數目與元件照光產生之光電流，可計算光子轉換成電子的 轉換效率，此效率即為外部量子效率或IPCE(incident photo-to-electron conversion
efficiency)，由式 2-11可知道，當入射光為穩定之光源，此時外部量子效率只與入射光 的波長、功率和短路電流有關，和開路電壓、填充因子無關。
式 2-11 若由 Bulk heterojuction 的結構來看，外部量子效率可表示為式 2-12，如圖 14 所示，
EQE 與激子在不同材料間飄移以及接面處的拆解效率都有關係。
式 2-12
圖 14 短路時材料和電極間能帶圖 ηA：absorption efficiency，為元件的光吸收效率。
ηED：exciton diffusion efficiency，為激子擴散至兩材料接面的效率。
ηCS：carrier separation efficiency，為激子在兩材料接面拆解的效率。
ηCC：carrier collection efficiency，為載子傳輸至電極並被接收的效率。
影響大小程度：ηCS > ηCC > ηA = ηED
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(1) ηA光吸收效率
以有機太陽能電池為例，主動層的薄膜越厚，對於特定波長的光吸收量越大，
但膜厚卻會阻礙載子傳輸，因此膜厚會有一最佳值，使吸收與載子傳輸達到一個平 衡點，使元件有最佳表現。
一般而言主動層對於太陽光的吸收決定於材料的吸收範圍，如圖 15[19]所示，
太陽光譜波長於 200nm~3000nm 之間，而峰值約於 500nm~600nm 左右，若選擇的 材料越能吸收此波段的太陽光，則越能大大提升光吸收效率。因此許多研究者正積 極研發較能吸收紅外光的小分子材料與 low band gap 材料。
圖 15 太陽能光譜圖 (2) ηED激子擴散至材料接面之效率
主動層吸收太陽光之後產生激子，激子擴散飄移過程中將有可能互相復合，若 在復合前達到異質界面處將可被拆解為電子電洞被電極導出。一般而言，有機材料 的擴散距離(diffusion length)約為 4~20nm 左右[20][21][22]，因此主動層膜後不可過厚，
否則將會大大降低ηED。
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(3) ηCS激子在接面拆解之效率
有機半導體的介電係數通常較小，因此對於束縛能頗大的電子電洞拆解效率不 高，為了使拆解效率提高，發展出雙層結構，往後更發展出混合型 bulk heterojuntion 結構，藉由兩材料的能帶差距使電子電洞容易被拆解，更利用混合的結構使界面增 加，讓電子電洞容易導出。
(4) ηCC載子傳輸至電極並被接收之效率
載子被拆解後受到內建電廠驅使而飄移，被電極接收後導出，這段過程中材料 的遷移率非常關鍵，我們可以藉由退火的步驟來提高材料的遷移率，使載子在有機 層與電極的傳導中能更順暢，能提升元件效率。
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