Avainero sisäisen ja ulkoisen kvanttihyötysuhteen välillä on se, että sisäinen kvanttitehokkuus lasketaan aurinkokennon sisältä paistavista fotoneista, kun taas ulkoinen kvanttitehokkuus lasketaan käyttämällä fotoneja, jotka paistavat aurinkokennon ulkopuolelta. aurinkokenno.
Kvanttitehokkuus eli QE on kvanttimekaniikan käsite. Tällä termillä on kaksi pääsovellusta; sitä voidaan soveltaa tulevaan fotoniin valoherkkien laitteiden muunnetussa elektronisuhteessa (IPCE) ja magneettisen tunneliliitoksen TMR-vaikutukseen. Kun tarkastellaan aurinkokennojen kvanttitehokkuutta, on kahta tyyppiä sisäinen ja ulkoinen kvanttitehokkuus.
Mitä on aurinkokennojen kvanttitehokkuus?
Aurinkokennon kvanttitehokkuus määrittelee virran määrän, jonka aurinkokenno voi tuottaa säteilyttäessä tietyn aallonpituuden fotoneilla. Voimme arvioida aurinkokennon tuottaman virran määrän, kun se altistuu auringonvalolle, jos kennon kvanttitehokkuus on integroitu koko auringon sähkömagneettiselle spektrille. Jos voimme saada aurinkokennon energiantuotantoarvon ja aurinkokennon suurimman mahdollisen energiantuotantoarvon välisen suhteen, voimme saada kokonaisenergian muunnoshyötysuhteen. Lisäksi voimme saada kvanttihyötysuhteita, jotka ovat suurempia kuin 100 % useissa eksitonituotannossa. Tämä johtuu siitä, että tulevan fotonin energia on kaksi kertaa suurempi kuin bandgap-energia, mikä johtaa kahden tai useamman elektronireikäparin syntymiseen tulevaa fotonia kohden.
Mitä on sisäinen kvanttitehokkuus?
Sisäinen kvanttihyötysuhde on aurinkokennon keräämien varauksenkuljettajien lukumäärän ja tietyn energian omaavien fotonien lukumäärän välinen suhde, joka voi loistaa aurinkokennon sisältä sisältäpäin (nämä fotonit absorboituvat solu). Sisäisen kvanttitehokkuuden määritys voidaan tehdä seuraavasti:
Mitä on ulkoinen kvanttitehokkuus?
Ulkoinen kvanttihyötysuhde on aurinkokennon keräämien varauksenkuljettajien lukumäärän ja ulkopuolelta paistavien, tietyn energia-arvon omaavien fotonien lukumäärän välinen suhde (nimeltään sattuvia fotoneja). Ulkoinen kvanttitehokkuus voidaan määrittää seuraavasti:
Kuten yllä oleva kuvaus osoittaa, ulkoinen kvanttihyötysuhde lasketaan aina aurinkokennon ulkopuolelta paistavien fotoneiden avulla. Lisäksi ulkoinen kvanttitehokkuus riippuu valon absorptiosta.
Mitä eroa on sisäisellä ja ulkoisella kvanttitehokkuudella?
Kun tarkastellaan aurinkokennojen kvanttitehokkuutta, on kahta tyyppiä sisäinen ja ulkoinen kvanttitehokkuus. Keskeinen ero sisäisen ja ulkoisen kvanttihyötysuhteen välillä on, että sisäinen kvanttihyötysuhde lasketaan käyttämällä aurinkokennon sisältä paistavia fotoneja, kun taas ulkoinen kvanttitehokkuus lasketaan aurinkokennon ulkopuolelta paistavista fotoneista. Lisäksi sisäisellä kvanttitehokkuudella on aina suurempi arvo kuin ulkoisella kvanttitehokkuudella. Lisäksi sisäinen kvanttitehokkuus ei riipu valon absorptiosta, kun taas ulkoinen kvanttitehokkuus riippuu valon absorptiosta.
Seuraava infografiikka luettelee sisäisen ja ulkoisen kvanttitehokkuuden väliset erot taulukkomuodossa vierekkäin vertailua varten.
Yhteenveto – sisäinen vs ulkoinen kvanttitehokkuus
Kun tarkastellaan aurinkokennojen kvanttitehokkuutta, on olemassa kahta tyyppiä sisäinen ja ulkoinen kvanttitehokkuus. Keskeinen ero sisäisen ja ulkoisen kvanttihyötysuhteen välillä on se, että sisäinen kvanttihyötysuhde lasketaan aurinkokennon sisältä paistavista fotoneista, kun taas ulkoinen kvanttihyötysuhde lasketaan aurinkokennon ulkopuolelta paistavista fotoneista.
