Kvanttitehokkuus

Kvantttehokkuus, tai kvanttitehokkuus, beskriver effektiviteten med vilken en enhet omvandlar inkommande kvanta (ofta fotoner) till användbar utdata, till exempel laddningar eller elektricitet. Den är en dimensionslös kvantitet och anges ofta som en andel eller procent. Inom fotodetektorer och solceller används kvanttitehokkuus för att beskriva hur många av de innevarande fotonerna som bidrar till en uppmätt signal.

Det finns olika begrepp kopplade till kvanttitehokkuus. Extern kvanttitehokkuus (EQE) är andelen av de inkommande fotonerna som ger en uppmätt kollektiv laddning. Intern kvanttitehokkuus (IQE) är andelen av absorberade fotoner som faktiskt ger en carrier som blir till ström. IQE och EQE kan skilja sig när reflektion, icke-absorberad ljus eller förluster i transporten av laddningar påverkar utbytet. Kvanttitehokkuus är vanligtvis våglängdsberoende (λ), och den ger en spektral ansats till hur väl en enhet fungerar vid olika färger eller våglängder.

Mätning och användning. Kvanttitehokkuus mäts vanligtvis med kalibrerade ljuskällor och referensdetektorer över ett spektrum av våglängder. För fotodetektorer används ofta monokromatisk belysning, medan för solceller används EQE-spektrogram som kopplas till strömproduktion. I tillämpningar används kvanttitehokkuus för att bedöma prestanda, optimera antireflexionsskikt, passivisering, ljusutnyttjande och materialval, samt att jämföra olika teknologier som tunnfilmsmaterial, nanostrukturer eller heterostrukturer.