单色光光电转换效率定义为在单位时间内太阳电池外电路中产生的电子数与单位时间内的入射单色光子数之比。

单色光光电转换效率在不同的太阳电池器件中有不同的叫法，比如在硅基太阳电池、铜铟镓硒薄膜太阳电池和碲化镉薄膜太阳电池等传统无机太阳电池中，常叫作外量子效率。

太阳电池的IPCE与太阳电池对照射在其表面各个波长光的响应有关。太阳电池的外量子效率可以看作是太阳电池对单一波长光的吸收转换能力。如果对于一个特定的波长，太阳电池完全吸收了所有的光子，并且由此产生的载流子完全被收集，那么太阳电池在此波长下的IPCE为1。对于能量低于带隙的光子，太阳电池的IPCE为0。理想太阳电池的IPCE是一个正方形，也就是说，对于测试的各个波长的太阳电池来说，IPCE是一个常数。但是，绝大多数太阳电池的IPCE会由于载流子复合效应而降低，复合的载流子不能流到外部电路中。

通过用波长可调的单色光照射太阳电池，同时测量太阳电池在不同波长的单色光照射下产生的短路电流，可以得到太阳电池的IPCE。通常太阳电池IPCE的测试需要由连续光源（氙灯或卤钨灯等）、单色仪、信号放大模块、光强校准模块、计算机控制和数据采集处理模块组成。对于传统无机太阳电池来说，光响应较快，常采用交流法测试，即信号放大模块采用斩波器配合锁相放大器来实现，其优点是可以滤除杂散光对测试结果的影响。而对于染料敏化和有机太阳电池等新型太阳电池器件，光响应较慢，则常采用直流的方法测试，即信号放大模块采用光电倍增等光电增强手段来实现，其优点是适用于光响应较慢的器件，使器件有较长的反应时间，能相对真实地反映器件的实际光电性能。