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什么是光谱响应?什么是量子效率?两者有什么关系?

发布时间:2021-05-20浏览:179次
光谱响应指当某一波长的光照射在电池表面上时,每一光子平均所能产生的载流子数,也可以理解为太阳能电池将不同波段入射光的光能转换成电能的能力。单位为A/W,直观物理意义是单位功率下产生的电流响应。

若将某一波长的光入射到太阳能电池的光能量转换成光子数目,而电池产生、传递到外部电路的电流以电子数表示,则代表每一入射的光子能够转换成传输到外部电路电子的能力,称为入射光子-电子转换效率(Incident Photon-Electron Conversion Efficiency, IPCE),或是太阳能电池量子效率(Quantum Efficiency,QE),单位以百分比来表示。无论是光谱响应、入射光子-电子转换效率、量子效率都是表示太阳能电池在不同波长的光子所产生的电子-空穴对的能力,并作为评价太阳能电池效率、特性的重要参数。

量子效率分为外量子效率和内量子效率:

① 一般量子效率指外量子效率,是指单位时间内外电路中产生的电子数与单位时间内的入射单色光子数之比。

② 内量子效率的定义为:单位时间内外电路中产生的电子数与单位时间内的入射(有效)单色光子数之比。

③ 比较两个定义,可以看出内量子效应强调的是有效两字。那么无效的部分就是指因为反射或者投射等不被sensor所接收的光子。

光谱响应定义中,关于电流的概念:单位功率下产生的电流。

量子效率定义中,单位时间内产生的电子数即为电流 。

所以,量子效率 = (1240 * 光谱响应)/响应波长。

E=hv=hc/λ, h和c是常量,把数值带进去。注意:因为最后E的单位是eV,λ的单位是nm,所以在中间会涉及单位的转换。h = 6.626196×10^-34 J.s, c = 3×10^8 m/s, 上面的单位是ev,所以还要除以1.6×10^-19 c,λ的单位nm换成m还要乘以1×10^9,最后就得到1240/λ eV,光谱响应指光阴极量子效率与入射波长之间的关系。
 

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