表觀量子效率 (AQE) 使用發(fā)生反應的電子或空穴數(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)的各個科學領域中評估光誘導過程效率的關鍵參數(shù)。表觀量子效率 (AQE) 可以使用以下公式計算:
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 (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(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(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至關重要。
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。
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(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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