光伏量子效率的15個常見問題——每位光伏研究者都應(yīng)閱讀_PART4

量子效率是什么意思？

表觀量子效率 (AQE) 使用發(fā)生反應(yīng)的電子或空穴數(shù)量與入射光子數(shù)量的比率來計算。該比率通常以百分比表示。AQE 的計算取決于具體情況以及所測量的反應(yīng)或過程的類型。它是包括光伏和光催化在內(nèi)的各個科學領(lǐng)域中評估光誘導過程效率的關(guān)鍵參數(shù)。表觀量子效率 (AQE) 可以使用以下公式計算：

天文學中的量子效率是什么？

在天文學中，量子效率 (QE) 是指天文探測器（例如 CCD 相機）將傳入光子（光粒子）轉(zhuǎn)換為電子（然后將其記錄為圖像）的有效性。高量子效率在天文攝影中至關(guān)重要，因為它決定了有多少撞擊傳感器的光子被轉(zhuǎn)化為有用信號，從而影響探測器捕捉微弱天體和細節(jié)的能力。

量子效率和光譜響應(yīng)度有什么區(qū)別？

量子效率 (QE) 和光譜響應(yīng)度都是表征光電探測器和太陽能電池的重要參數(shù)，但它們衡量性能的不同方面：

量子效率（QE）：

量子效率是衡量設(shè)備將入射光子轉(zhuǎn)換為電子的能力的指標。它被定義為產(chǎn)生的電荷載流子數(shù)量與入射到器件上的光子數(shù)量的比率。QE 通常以百分比形式給出，并且可以作為入射光波長的函數(shù)來提供，以顯示器件在整個光譜范圍內(nèi)的效率。

量子效率有兩種類型：

• 外部量子效率（EQE）：

  這考慮了到達設(shè)備的所有光子，包括那些因反射或其他損失而損失的光子。

• 內(nèi)部量子效率 (IQE)：

  這僅考慮器件有源層吸收的光子，不包括由于反射或傳輸造成的任何損失。

光譜響應(yīng)度：

光譜響應(yīng)度是衡量光電探測器對不同波長光的響應(yīng)程度的指標。它被定義為每單位入射光功率的電輸出（通常是電流）的比率，表示為安培每瓦（A/W）。因此，光譜響應(yīng)度可以直接指示在給定的不同波長的光功率下，您可以從設(shè)備中獲得的電信號。

太陽能電池或光電探測器的光譜響應(yīng)度R ( λ ) 與量子效率 QE　之間的關(guān)系為：

光譜響應(yīng)度R ( λ ) 是光電探測器的電輸出（電流）如何隨入射光波長λ變化的量度。它通常以安培每瓦 (A/W) 為單位表示。提供的公式表明，光譜響應(yīng)率大約等于量子效率 QE 和波長 QE（以微米為單位）的乘積除以常數(shù) 1.23985，這可能解釋了給定QE時光子hν的能量（以電子伏特為單位）以?為單位。

另一方面，量子效率 QE 是產(chǎn)生的電荷載流子數(shù)量與入射光子數(shù)量的比率。它是一個無量綱量，通常以百分比表示，表明設(shè)備將入射光子轉(zhuǎn)換為電荷的有效性。在太陽能電池中，它類似于入射光子到電子的轉(zhuǎn)換效率（IPCE），它測量不同波長下光子到電子的轉(zhuǎn)換效率。

這些參數(shù)共同有助于確定光電探測器和太陽能電池在不同波長下的性能，這對于優(yōu)化它們對太陽光譜不同部分的響應(yīng)至關(guān)重要。

總之，QE 是衡量光子到電子轉(zhuǎn)換效率的指標，而光譜響應(yīng)度則表示光電探測器的電輸出如何隨入射光波長變化。雖然 QE 是無量綱的并且通常以百分比表示，但光譜響應(yīng)度以每光功率的電流 (A/W) 為單位給出。

外量子效率、IPCE和光子到電子轉(zhuǎn)換公式之間有什么關(guān)系？

該公式可以表示為乘以 100 的百分比：

對于太陽能電池，這通常被設(shè)定為外部量子效率（EQE）。QE 是產(chǎn)生的電荷載流子數(shù)量與入射光子數(shù)量的比率，乘以 100 將其轉(zhuǎn)換為百分比。它通常與入射光子到電子轉(zhuǎn)換效率（IPCE）同義，有時與外部量子效率（EQE）同義，是評估太陽能電池性能的關(guān)鍵參數(shù)。它本質(zhì)上測量太陽能電池將吸收的光（光子）轉(zhuǎn)換為電流（電子）的效率。還重點介紹了該過程中涉及的步驟，例如吸收、載流子生成、傳輸和收集，以便更全面地了解影響太陽能電池 QE 的因素。

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