Hiệu quả lượng tử là gì?

Hiệu suất lượng tử là một phép đo về mức độ nhạy cảm của một thiết bị nhạy cảm.Các bề mặt quang học sử dụng năng lượng từ các photon đến để tạo ra các cặp lỗ electron, trong đó năng lượng photon làm tăng mức năng lượng của một electron và cho phép electron rời khỏi dải hóa trị, nơi các electron liên kết với các nguyên tử riêng lẻ và vào dải dẫn truyền, nơi nó có thể di chuyển tự do qua toàn bộ mạng nguyên tử của vật liệu.Tỷ lệ phần trăm của các photon tạo ra một cặp lỗ electron khi tạo ra bề mặt quang học, hiệu suất lượng tử của nó càng cao.Hiệu quả lượng tử là một đặc điểm quan trọng của một số công nghệ hiện đại, đáng chú ý nhất là các pin mặt trời quang điện được sử dụng để tạo ra điện, cũng như phim ảnh và các thiết bị kết hợp điện tích.thay đổi cho các bước sóng khác nhau của ánh sáng.Các cấu hình khác nhau của vật liệu khác nhau trong cách chúng hấp thụ và phản ánh các bước sóng khác nhau, và đây là một yếu tố quan trọng trong những chất nào được sử dụng trong các thiết bị nhạy cảm khác nhau.Vật liệu phổ biến nhất cho pin mặt trời là silicon tinh thể, nhưng các tế bào dựa trên các chất phát quang khác, như cadmium telluride và đồng indium gallium selenide, cũng tồn tại.Phim nhiếp ảnh sử dụng bạc bromide, clorua bạc hoặc iốt bạc, một mình hoặc kết hợp.Các thiết bị này thu thập các photon với một lớp silicon epiticular pha tạp với boron, tạo ra các điện tích sau đó được chuyển qua một loạt các tụ điện sang bộ khuếch đại điện tích.Bộ khuếch đại điện tích chuyển đổi các điện tích thành một loạt các điện áp có thể được xử lý dưới dạng tín hiệu tương tự hoặc được ghi lại bằng kỹ thuật số.Các thiết bị kết hợp điện tích, thường được sử dụng trong các ứng dụng khoa học như thiên văn học và sinh học đòi hỏi độ chính xác và độ nhạy cao, có thể có hiệu quả lượng tử từ 90 % trở lên.Hiệu quả lượng tử và hiệu quả lượng tử bên trong.Hiệu quả bên ngoài là một phép đo tỷ lệ phần trăm của tất cả các photon tấn công pin mặt trời tạo ra một cặp lỗ electron được tế bào thu thập thành công.Hiệu suất lượng tử chỉ có số lượng các photon làm nổi bật tế bào không được phản ánh hoặc truyền ra khỏi tế bào.Hiệu quả bên trong kém chỉ ra rằng quá nhiều electron đã được nâng lên đến mức dẫn đang mất năng lượng và một lần nữa gắn liền với một nguyên tử ở cấp độ hóa trị, một quá trình gọi là tái tổ hợp.Hiệu quả bên ngoài kém có thể là sự phản ánh hiệu quả bên trong kém hoặc có thể có nghĩa là một lượng lớn ánh sáng tiếp cận tế bào không có sẵn để sử dụng vì nó được phản ánh bởi tế bào hoặc được phép đi qua nó.Vào dải dẫn, thiết kế của pin mặt trời kiểm soát hướng chuyển động của chúng để tạo ra một dòng điện trực tiếp.Vì hiệu suất lượng tử cao hơn có nghĩa là nhiều electron có thể vào dải dẫn và được thu thập thành công, hiệu quả cao hơn cho phép tạo ra nhiều năng lượng hơn.Hầu hết các pin mặt trời được thiết kế để tối đa hóa hiệu suất lượng tử trong các bước sóng của ánh sáng phổ biến nhất trong khí quyển Trái đất, cụ thể là phổ có thể nhìn thấy, mặc dù các tế bào mặt trời chuyên dụng để khai thác ánh sáng hồng ngoại hoặc tia cực tím cũng đã được phát triển.