光伏量子效率的15個常見問題——每位光伏研究者都應閱讀_PART4

量子效率是什么意思？

表觀量子效率 (AQE) 使用發生反應的電子或空穴數量與入射光子數量的比率來計算。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或過程的類型。它是包括光伏和光催化在內的各個科學領域中評估光誘導過程效率的關鍵參數。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重要，因為它決定了有多少撞擊傳感器的光子被轉化為有用信號，從而影響探測器捕捉微弱天體和細節的能力。

量子效率和光譜響應度有什么區別？

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

量子效率（QE）：

量子效率是衡量設備將入射光子轉換為電子的能力的指標。它被定義為產生的電荷載流子數量與入射到器件上的光子數量的比率。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來提供，以顯示器件在整個光譜范圍內的效率。

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。

光譜響應度：

光譜響應度是衡量光電探測器對不同波長光的響應程度的指標。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，您可以從設備中獲得的電信號。

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

光譜響應度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 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 是產生的電荷載流子數量與入射光子數量的比率。它是一個無量綱量，通常以百分比表示，表明設備將入射光子轉換為電荷的有效性。在太陽能電池中，它類似于入射光子到電子的轉換效率（IPCE），它測量不同波長下光子到電子的轉換效率。

這些參數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，這對于優化它們對太陽光譜不同部分的響應至關重要。

總之，QE 是衡量光子到電子轉換效率的指標，而光譜響應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和光子到電子轉換公式之間有什么關系？

該公式可以表示為乘以 100 的百分比：

對于太陽能電池，這通常被設定為外部量子效率（EQE）。QE 是產生的電荷載流子數量與入射光子數量的比率，乘以 100 將其轉換為百分比。它通常與入射光子到電子轉換效率（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鍵參數。它本質上測量太陽能電池將吸收的光（光子）轉換為電流（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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