什么是量子效率(Quantum Efficiency)？

量子效率是對光敏器件電光敏性的一種測量。光活性表面利用來自入射光子的能量來產生電子-空穴對，光子的能量增加了電子的能級，使電子離開了價帶，電子被束縛在單個原子上，并進入導帶，在那里它可以自由地穿過材料的整個原子...

量子效率是對光敏器件電光敏性的一種測量。光活性表面利用來自入射光子的能量來產生電子-空穴對，光子的能量增加了電子的能級，使電子離開了價帶，電子被束縛在單個原子上，并進入導帶，在那里它可以自由地穿過材料的整個原子晶格。光子在撞擊光活性表面時產生電子-空穴對的百分比越高，量子效率越高。量子效率是許多現代技術的一個重要特征，尤其是用于發電的光伏太陽能電池，以及照相膠片和電荷耦合器件。帶鉆人的光子能量隨著光子波長的變化而變化，一個設備的量子效率會因不同波長的光而變化。不同結構的材料在吸收和反射不同波長的過程中會有所不同，這是決定不同光敏器件中使用何種物質的一個重要因素。太陽能電池最常見的材料是晶體硅，但基于其他光活性物質的細胞也存在，如碲化鎘和硒化銅銦鎵，無論是單獨使用還是組合使用。最高的量子效率是由用于數字攝影和高分辨率成像的電荷耦合器件產生的。這些器件通過摻雜硼的外延硅層收集光子，它產生電荷，然后通過一系列電容器轉移到電荷放大器電荷放大器將電荷轉換成一系列電壓，這些電壓可以作為模擬信號進行處理或以數字方式記錄。電荷耦合器件通常用于天文和生物等科學應用中，需要很高的精度和靈敏度，量子效率可以達到90%或更高。在太陽能電池中，量子效率有時分為兩種測量方法，外部量子效率和內部量子效率。外部效率是指所有撞擊太陽能電池的光子的百分比，這些光子產生的電子-空穴對被電池成功收集。量子效率只計算那些擊中電池但沒有被反射或傳輸出去的光子低的內部效率表明太多的電子被提升到傳導能級，正在失去它們的能量，并再次附著在價態的原子上，一種稱為復合的過程。外部效率低可能是內部效率低的反映，也可能意味著到達電池的大量光無法使用，因為它被電池反射掉或允許通過電池。一旦電子開始進入傳導帶，太陽能電池的設計控制了它們的運動方向，產生了直流電。由于量子效率的提高意味著更多的電子可以進入導帶并被成功地收集起來，更高的效率使得產生更多的能量成為可能。大多數太陽能電池的設計都是為了在地球大氣中最常見的光波（即可見光譜）中最大限度地提高量子效率，盡管也開發了利用紅外線或紫外線的專門太陽能電池。

發表于 2020-09-16 15:28
閱讀 ( 6183 )
分類：文化藝術

什么是量子效率(Quantum Efficiency)？

你可能感興趣的文章

相關問題

0 條評論

作家榜 ?

推薦文章