Mi az a kvantumhatékonyság?

A kvantumhatékonyság annak mérése, hogy a fényérzékeny eszköz milyen elektromosan fényérzékeny.A fotoreaktív felületek a bejövő fotonokból származó energiát használják elektron-lyuk párok létrehozásához, amelyekben a foton energiája növeli az elektron energiaszintjét, és lehetővé teszi az elektron számára, hogy elhagyja a valencia sávot, ahol az elektronok az egyes atomokhoz vannak kötve, és lépjenek be a vezetési sávba., ahol szabadon mozoghat az anyag teljes atomrácsán.Minél magasabb a fotonok százaléka, amelyek elektron-lyuk párot termelnek, amikor a fotoreaktív felületet megütik, annál nagyobb a kvantumhatékonysága.A kvantumhatékonyság számos modern technológiára, nevezetesen az elektromos áram előállítására használt fotovoltaikus napelemek, valamint a fényképészeti és töltéshez kapcsolt eszközökre használt fotovoltaikus napelemek.változhat a különböző fényhullámoktól.Az anyagok különböző konfigurációi eltérőek abban, hogy miként felszívják és tükrözik a különböző hullámhosszokat, és ez fontos tényező abban, hogy milyen anyagokat használnak különböző fényérzékeny eszközökben.A napelemek leggyakoribb anyaga a kristályos szilícium, de más fotoreaktív anyagokon alapuló sejtek, például kadmium -tellurid és réz indium gallium szelenid is léteznek.A fényképészeti film ezüst bromidot, ezüst-kloridot vagy ezüst jodidot használ, akár önmagában, akár kombinálva.Ezek az eszközök a fotonokat egy réteget tartalmaznak egy bórral, amelyet bórral adományoznak, amely elektromos töltéseket hoz létre, amelyeket azután a kondenzátorok sorozatán keresztül a töltőerősítőbe helyeznek.A töltéserősítő a töltéseket feszültségsorozatává alakítja, amelyet analóg jelként lehet feldolgozni vagy digitálisan rögzíteni.A töltéshez kapcsolt eszközök, amelyeket gyakran használnak olyan tudományos alkalmazásokban, mint a csillagászat és a biológia, amelyek nagy pontosságot és érzékenységet igényelnek, kvantumhatékonysággal rendelkezhetnek, legalább 90 %.kvantumhatékonyság és belső kvantumhatékonyság.A külső hatékonyság az összes foton százalékának mérése, amely a napelemet ütköző napelemet sztrájkolja, amely olyan elektron-lyuk párot eredményez, amelyet a cella sikeresen összegyűjt.A kvantumhatékonyság csak azokat a fotonokat számolja, amelyek a cellát ütik el, amelyek nem tükröződtek vagy nem terjedtek ki a cellából.A rossz belső hatékonyság azt jelzi, hogy túl sok elektron, amelyet a vezetőképességi szintre emelkedtek, elveszítik energiáját, és ismét egy atomhoz kapcsolódnak a valencia szintjén, egy rekombinációnak nevezett eljárás.A rossz külső hatékonyság lehet a rossz belső hatékonyság tükröződése, vagy azt jelentheti, hogy a cellát elérő nagy mennyiségű fény nem érhető el, mert a cella tükröződik, vagy megengedi, hogy áthaladjon rajta.

Ha az elektronok mozognakA vezetőképes sávba a napelemek kialakítása szabályozza mozgásuk irányát, hogy egyenáramú áram áramlását hozza létre.Mivel a magasabb kvantumhatékonyság azt jelenti, hogy több elektron léphet be a vezetőképes sávba, és sikeresen összegyűjthető, a nagyobb hatékonyság lehetővé teszi a nagyobb energia előállítását.A legtöbb napelemet úgy tervezték, hogy maximalizálja a kvantumhatékonyságot a Föld légkörében leggyakoribb fényhullámhosszon, nevezetesen a látható spektrumban, bár az infravörös vagy ultraibolya fény kiaknázására szolgáló speciális napelemek is kifejlesztettek.