術語量子效率 (QE) 可能適用于光敏器件的入射光子與轉換電子 (IPCE) 之比，或者它可能指的是磁隧道結的 TMR 效應。

本文將此術語作為設備對光的電靈敏度的度量。 在電荷耦合器件 (CCD) 或其他光電探測器中，它是任一端子收集的電荷載流子數量與撞擊器件光敏表面的光子數量之間的比率。 作為比率，QE 是無量綱的，但它與響應度密切相關，響應度以每瓦安培數表示。 由于光子的能量與其波長成反比，因此通常在不同波長范圍內測量 QE，以表征器件在每個光子能級的效率。 對于典型的半導體光電探測器，對于能量低于帶隙的光子，QE 降至零。 攝影膠片的 QE 通常遠低于 10%，而 CCD 在某些波長下的 QE 可遠高于 90%。

太陽能電池的量子效率值表示電池在被特定波長的光子照射時產生的電流量。 如果將電池的量子效率整合到整個太陽電磁波譜中，就可以評估電池暴露在陽光下時產生的電流量。 該能量產生值與電池的最高可能能量產生值之間的比率（即，如果 QE 在整個光譜上為 xxx）給出了電池的整體能量轉換效率值。 請注意，在產生多激子 (MEG) 的情況下，可以實現大于 xxx 的量子效率，因為入射光子具有兩倍以上的帶隙能量，并且每個入射光子可以產生兩個或更多個電子-空穴對。

通常考慮太陽能電池的兩種量子效率：

• 外量子效率 (EQE) 是太陽能電池收集的電荷載流子數量與從外部照射到太陽能電池上的具有給定能量的光子數量（入射光子）的比率。
• 內量子效率 (IQE) 是指太陽能電池收集的電荷載流子數量與從外部照射到太陽能電池上并被電池吸收的具有給定能量的光子數量之比。</li >

在可見光譜中，IQE 總是大于 EQE。 低 IQE 表明太陽能電池的活性層無法充分利用光子，很可能是由于載流子收集效率差。 要測量 IQE，首先要測量太陽能設備的 EQE，然后測量其透射和反射，并結合這些數據來推斷 IQE。

因此，外部量子效率取決于光的吸收和電荷的收集。 一旦光子被吸收并產生電子-空穴對，這些電荷必須在結處分離和收集。 好的材料可以避免電荷復合。 電荷重組導致外量子效率下降。

理想的量子效率圖呈正方形，其中 QE 值在測量的整個波長光譜中相當恒定。

然而，大多數太陽能電池的 QE 由于復合效應而降低，其中電荷載流子無法移動到外部電路中。 影響收集概率的相同機制也會影響 QE。 例如，修改前表面會影響表面附近生成的載流子。 高度摻雜的前表面層也會導致“自由載流子吸收”，從而降低較長波長的 QE。 并且由于高能（藍光）光在非常靠近表面的地方被吸收，因此前表面的大量復合將影響 QE 的藍色部分。 類似地，較低能量（綠色）光被太陽能電池的主體吸收，并且低擴散長度將影響太陽能電池主體的收集概率，從而降低光譜綠色部分的 QE。 通常，當今市場上的太陽能電池不會從紫外線和紅外線（分別為<400 nm 和>1100 nm 波長）產生大量電能； 這些波長的光要么被過濾掉，要么被吸收。