什么是量子效率？

量子效率是描述系統在“輸入”和“輸出”之間轉換能力的參數。常用于現代光電組件或相關光電效應的發光材料中。光子–電子組件可以是太陽能電池、光電傳感器（光電二極管，PD）、雪崩光電二極管（APD）、電荷耦合組件（CCD）傳感器、CMOS圖像傳感器（CIS）、發光二極管 (LED)。

01太陽能電池中的量子效率

在太陽能電池中，量子效率描述了太陽能電池將光轉化為電能的能力。

太陽能電池的量子效率 (QE) 分析是一種用于評估太陽能電池將入射光轉換為電能的效率的方法。該分析涉及兩種主要類型的量化寬松：

1. 外部量子效率 (EQE)：EQE 測量轉化為電子并貢獻電流的入射光子的比例。它考慮了到達太陽能電池的所有光子，包括那些因不參與發電的層的反射和吸收而損失的光子。

2. 內部量子效率（IQE）：另一方面，IQE關注太陽能電池材料本身的效率，忽略其他層的反射和吸收等損失。它測量被吸收的光子轉化為電子的比例。

量子效率分析對于確定不同波長的光發電效率以及確定太陽能電池設計和材料的改進領域至關重要。它有助于了解太陽能電池的性能限制并指導更高效光伏技術的開發。

根據量子效率測量結果分析太陽能電池的短路電流 (Jsc) 損耗。例如基極收集損耗、近紅外 (NIR) 寄生吸收、前表面逃逸、抗反射涂層 (ARC) 反射率、藍光損耗、和金屬陰影。

分析量子效率損耗大小對于太陽能電池優化至關重要，使研究人員和工程師能夠識別和解決特定損耗，以提高太陽能電池的整體效率。它清楚地表明太陽能電池內的哪些過程導致效率下降最顯著，從而指導進一步的研究和開發工作。

02LED 中的量子效率

LED（發光二極管）的量子效率是多少？

LED是一種具有太陽能電池逆過程的主動照明光電組件。LED 的量子效率描述了有多少注入的電子轉化為光子，稱為電致發光現象。LED 有兩種類型的量子效率。一種是外量子效率（EQE），另一種是內量子效率（IQE）。LED 的 IQE 定義為每單位時間注入的電子數變成每單位時間（LED 器件內部）的光子數。LED 的 IQE 公式為：

LED 的 EQE 定義為每單位時間注入的電子數量轉換為每單位時間（在 LED 器件之外）的“發光光子”數量。

LED的EQE公式為：

LED 的 IQE 和 EQE 的區別在于光提取效率 (LEE)。關系是：

因此，LEE 的公式為：

IQE 表征了 LED 有源層將注入的電子轉換為光子的能力。LEE代表LED組件結構設計的光提取能力，包括層結構和層折射率n匹配。EQE是LED電能在整個器件之外轉化為光能的能力。

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審核編輯 黃宇