ประสิทธิภาพควอนตัมคืออะไร?

ประสิทธิภาพควอนตัมเป็นการวัดว่าอุปกรณ์ไวแสงไวแสงไวแสงเป็นอย่างไรพื้นผิว PhotoreActive ใช้พลังงานจากโฟตอนที่เข้ามาเพื่อสร้างคู่อิเล็กตรอนรูซึ่งพลังงานโฟตอนจะเพิ่มระดับพลังงานของอิเล็กตรอนและช่วยให้อิเล็กตรอนออกจากแถบวาเลนซ์ซึ่งอิเล็กตรอนถูกผูกไว้กับอะตอมแต่ละตัวที่ซึ่งมันสามารถเคลื่อนย้ายได้อย่างอิสระผ่านตาข่ายอะตอมทั้งหมดของวัสดุยิ่งเปอร์เซ็นต์โฟตอนที่ผลิตคู่อิเล็กตรอนเป็นคู่เมื่อโดดเด่นพื้นผิวของแสงก็ยิ่งมีประสิทธิภาพควอนตัมที่สูงขึ้นเท่านั้นประสิทธิภาพควอนตัมเป็นลักษณะสำคัญของเทคโนโลยีที่ทันสมัยจำนวนมากเซลล์แสงอาทิตย์เซลล์แสงอาทิตย์ที่โดดเด่นที่สุดที่ใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้ารวมถึงฟิล์มภาพถ่ายและอุปกรณ์คู่ที่มีประจุ

พลังงานโฟตอนจะแตกต่างกันไปตามความยาวคลื่นโฟตอนแตกต่างกันไปตามความยาวคลื่นที่แตกต่างกันของแสงการกำหนดค่าที่แตกต่างกันของวัสดุแตกต่างกันไปในวิธีที่พวกเขาดูดซับและสะท้อนความยาวคลื่นที่แตกต่างกันและนี่เป็นปัจจัยสำคัญในสิ่งที่ใช้ในสารในอุปกรณ์ที่ไวต่อแสงวัสดุที่พบบ่อยที่สุดสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์คือซิลิคอนผลึก แต่เซลล์ที่อยู่บนพื้นฐานของสารถ่ายต่อแสงอื่น ๆ เช่นแคดเมียมเทลลูไรด์และทองแดงอินเดียมแกลเลียมซีลีนด์ก็มีอยู่เช่นกันฟิล์มถ่ายภาพใช้โบรไมด์สีเงิน, ซิลเวอร์คลอไรด์หรือไอโอไดด์เงินไม่ว่าจะเป็นเพียงอย่างเดียวหรือรวมกัน

ประสิทธิภาพควอนตัมสูงสุดที่ผลิตโดยอุปกรณ์คู่ชาร์จที่ใช้สำหรับการถ่ายภาพดิจิตอลและการถ่ายภาพความละเอียดสูงอุปกรณ์เหล่านี้รวบรวมโฟตอนที่มีเลเยอร์ของซิลิกอน epitaxial เจือด้วยโบรอนซึ่งสร้างประจุไฟฟ้าซึ่งจะถูกเลื่อนผ่านชุดตัวเก็บประจุเป็นเครื่องขยายสัญญาณประจุแอมพลิฟายเออร์ประจุจะแปลงประจุเป็นชุดของแรงดันไฟฟ้าที่สามารถประมวลผลเป็นสัญญาณอะนาล็อกหรือบันทึกแบบดิจิทัลอุปกรณ์คู่ที่ใช้ซึ่งมักใช้ในการใช้งานทางวิทยาศาสตร์เช่นดาราศาสตร์และชีววิทยาที่ต้องการความแม่นยำและความไวที่ดีสามารถมีประสิทธิภาพควอนตัม 90 เปอร์เซ็นต์หรือมากกว่า

ในเซลล์แสงอาทิตย์บางครั้งประสิทธิภาพควอนตัมแบ่งออกเป็นสองการวัดภายนอกประสิทธิภาพควอนตัมและประสิทธิภาพควอนตัมภายในประสิทธิภาพภายนอกเป็นการวัดเปอร์เซ็นต์ของโฟตอนทั้งหมดที่โดดเด่นเซลล์แสงอาทิตย์ที่ผลิตคู่อิเล็กตรอนหลุมที่เซลล์เก็บรวบรวมได้สำเร็จประสิทธิภาพของควอนตัมนับเฉพาะโฟตอนเหล่านั้นที่โดดเด่นเซลล์ที่ไม่ได้สะท้อนออกไปหรือส่งออกจากเซลล์ประสิทธิภาพภายในที่ไม่ดีบ่งชี้ว่าอิเล็กตรอนจำนวนมากเกินไปที่ได้รับการยกระดับขึ้นไปถึงระดับการนำความร้อนกำลังสูญเสียพลังงานและติดอยู่กับอะตอมในระดับวาเลนซ์อีกครั้งกระบวนการที่เรียกว่าการรวมตัวกันใหม่ประสิทธิภาพภายนอกที่ไม่ดีอาจเป็นภาพสะท้อนของประสิทธิภาพภายในที่ไม่ดีหรืออาจหมายความว่าแสงจำนวนมากถึงเซลล์นั้นไม่สามารถใช้งานได้เพราะมันถูกสะท้อนออกไปโดยเซลล์หรือได้รับอนุญาตให้ผ่านมัน

เมื่ออิเล็กตรอนเริ่มเคลื่อนที่เข้าไปในแถบการนำไฟฟ้าการออกแบบเซลล์แสงอาทิตย์ควบคุมทิศทางของการเคลื่อนไหวเพื่อสร้างกระแสไฟฟ้ากระแสไฟฟ้าโดยตรงเนื่องจากประสิทธิภาพควอนตัมที่สูงขึ้นหมายความว่าอิเล็กตรอนสามารถเข้าสู่แถบการนำไฟฟ้าและรวบรวมได้สำเร็จประสิทธิภาพที่สูงขึ้นทำให้สามารถสร้างพลังงานได้มากขึ้นเซลล์แสงอาทิตย์ส่วนใหญ่ได้รับการออกแบบมาเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพควอนตัมในช่วงความยาวคลื่นของแสงที่พบได้บ่อยที่สุดในบรรยากาศของโลกคือสเปกตรัมที่มองเห็นได้แม้ว่าเซลล์แสงอาทิตย์เฉพาะทางที่จะใช้ประโยชน์จากอินฟราเรดหรือแสงอัลตราไวโอเลต