LED y eficiencia cuántica externa (EQE), ¿cómo encontrar la potencia de salida de luz con los resultados de las pruebas? ¿Cómo encontrar el poder?

Intentaré explicar todo lo más claro que pueda, ya que es un poco complicado. Realmente necesito ayuda ya que soy bastante nuevo en este tipo de experimentos y trabajo, por lo que cualquier ayuda sería muy apreciada.

Hice algunas pruebas LIV con algunas luces LED y obtuve algunos resultados. Sin embargo, no soy un experto y esto es solo trabajo de laboratorio, por lo que no estoy seguro de entender qué significan todos los datos que la máquina recuperó.

Mi objetivo final era trazar la eficiencia cuántica externa (EQE) frente a la corriente inyectada en el dispositivo, donde aumenté gradualmente la corriente inyectada. Por lo tanto, necesitaba encontrar la potencia de salida de luz (LOP) y dividirla con la potencia de entrada para obtener el EQE, como EQE = Output Power / Input Power.

Mire el primer archivo que consta de todos los datos recuperados para el primer LED: HOJA DE CÁLCULO 1 [ http://imgur.com/bpoadSP][1]

NOTA: ¡Las hojas de cálculo se pueden ampliar haciendo clic en la imagen!

No estoy seguro de qué significa todo esto, pero sé que la columna debajo de "PS Amps" es la corriente suministrada, la que está debajo de "PS Volts" es el voltaje suministrado, y asumí que debajo de "Watts" es la potencia de salida. Por lo tanto, encontré que la potencia de entrada era simplemente el supplied current x supplied voltage. Este valor resultante es más alto que la columna de potencia de salida, por lo que estaba bastante seguro de que la columna debajo de "Watts" en esa hoja de cálculo es la potencia de salida.

Así que simplemente dividí cada elemento de esa fila de potencia de salida en vatios con cada elemento de la potencia de entrada total. Esto me dio el EQE correspondiente para cada fila a medida que aumenta la corriente inyectada.

Sin embargo, todavía estoy confundido si estoy haciendo esto bien porque hay un problema: en la segunda hoja de cálculo aquí: HOJA DE CÁLCULO 2 [ http://imgur.com/yBMJwAO][2]

NOTA: ¡Las hojas de cálculo se pueden ampliar haciendo clic en la imagen!

Como puede ver en esta segunda hoja de cálculo, estoy usando el mismo ejemplo de datos de prueba para el mismo LED, después de 0.001 amperios en la fila actual, son exactamente los mismos datos que en la hoja de cálculo 1. Aquí simplemente enumeré el voltaje suministrado, la corriente, y la potencia de salida de luz juntos para facilitar el acceso.

Sin embargo, los datos por encima de 0,001 amperios, donde el LOP aparece incorrectamente como "1" (como marcador de posición, como recuerdo, no sé cómo encontrar la potencia de salida con estos nuevos datos), se recuperaron cuando se me pidió que tomara medidas sin usando el sistema de prueba LIV ya que la máquina no podía tomar lecturas con una corriente tan baja. Estos conjuntos de lectura solo obtuve la corriente y el voltaje suministrados como se muestra en el diagrama, y ​​me aseguré con un compañero de laboratorio que era todo lo que se suponía que debíamos tomar.

¿Cómo se supone que debo encontrar la potencia de salida de luz total como la que tengo con los datos en la hoja de cálculo 1 entonces? En la hoja de cálculo 1, todos los datos se brindan con tanto detalle, incluida la columna de vatios que, como mencioné, creo que es la potencia de salida de la luz, ya que es más baja que la supplied I x supplied V. ¿Hay alguna forma de calcular la potencia de salida de la luz para poder encontrar el EQE para las grabaciones por encima de 0,001 amperios en la segunda hoja de cálculo?

Para resumir en breve:

1) Necesidad de recuperar datos de LED para trazar su EQE (eficiencia cuántica externa) contra la corriente inyectada .

1) Con los datos en la Hoja de cálculo 1, obtuve lecturas de la potencia de salida mientras aumentaba la corriente inyectada . El voltaje suministrado también aparece en la lista, por lo que podría hacer injected current * supplied voltage = input power, luego asumir que la columna debajo de 'vatios' es la potencia de salida, ya que era una lectura del sistema de prueba y, por lo tanto, hacer output power / input powerpara encontrar el EQE como he aprendido.

3) Sin embargo, se tuvieron que tomar más lecturas de corriente inyectada por debajo de 0.001 amperios con otra máquina, y los datos se muestran en la Hoja de cálculo 2 pero no incluyen LOP o una columna de "vatios", por lo que no sé cómo encontrar la potencia de salida . Todavía tengo energía de entrada ya que he suministrado corriente y voltaje allí.

¿Hay algo que no sepa sobre los datos de la hoja de cálculo 1 que pueda ayudarme a encontrar la potencia de salida de la luz en la hoja de cálculo 2 con las lecturas adicionales? ¿O estoy calculando todo mal y la potencia de salida de la luz se da de otra manera? Ayuda, ya que no estoy seguro de qué significan todos los datos en la primera hoja de cálculo y estoy luchando por encontrar la manera de encontrar LOP en la segunda.

[1]: Hoja de cálculo 1 - DATOS del LED [2]: Hoja de cálculo 2 - DATOS del LED con lecturas adicionales por debajo de 0,001 amperios

No está claro lo que estás preguntando. Parece que la fórmula de su hoja de cálculo está multiplicando incorrectamente dos números (el resultado dado es 1, donde no debería estar). Por ejemplo, 0.00001 x 2.1283 no debería ser 1, por lo tanto, hay algún problema con su fórmula. ¡Solo arregla eso!
Esto se debe a que los "1" son marcadores de posición, ya que no sé cómo calcular el LOP o la potencia de salida de la luz. Los datos debajo de los 1 en la hoja de cálculo 2 son el LOP porque en la hoja de cálculo 1 obtengo estos valores de la columna "vatios" de la máquina. Sin embargo, en la hoja de cálculo 2 tuve que tomar datos adicionales en los que solo recibí corriente/voltaje, y puedo calcular la potencia de entrada de esa forma, pero estoy atascado en cómo encontrar LOP. También tengo datos de calibración para cada muestra de lámpara, ¿es necesario?

Respuestas (2)

Necesitaba encontrar la potencia de salida de luz (LOP) y dividirla con la potencia de entrada para dar el EQE, como EQE = Potencia de salida / Potencia de entrada.

Esta no es la definición habitual de eficiencia cuántica. La eficiencia cuántica debe ser una relación de números de cuantos. Para un LED esto sería

PAG h o t o norte s   mi metro i t t mi d C h a r gramo mi   C a r r i mi r s   i norte j mi C t mi d

Si tiene la corriente de entrada y la potencia de salida, puede calcular esto como

PAG o / h v I / mi

dónde PAG o es la potencia de salida óptica, h v es la energía del fotón en la frecuencia de emisión v , I es la corriente de inyección, y mi es la carga del electrón.

No necesita el voltaje directo del diodo para calcular la eficiencia cuántica. Es posible que lo necesite en el futuro si se le pide que calcule la eficiencia energética o la eficiencia del enchufe de pared.

¿Cómo se supone que debo encontrar la potencia de salida de luz total como la que tengo con los datos en la hoja de cálculo 1 entonces?

La forma habitual de obtener la salida de luz total de un LED es colocar el LED en el puerto de entrada de una esfera integradora y medir la potencia óptica en el puerto de salida con un fotodiodo de área grande. Luego escale la potencia medida por el factor de pérdida de la esfera integradora.

¿O estoy calculando todo mal y la potencia de salida de la luz se da de otra manera?

Me parece que no recopilaste suficientes datos cuando estabas haciendo el experimento. Debe volver a hacer el experimento y medir la salida de luz para todos los niveles de corriente de entrada que le interesen.

Siendo realistas, no hay razón para que la eficiencia cuántica (mi definición, no la tuya) cambie drásticamente a niveles de corriente por debajo de 1 mA. Tal vez su próximo experimento sea con un láser en lugar de un LED, luego verá algunos cambios de comportamiento interesantes con corrientes bajas.

¡Gracias! Esta respuesta fue útil, estoy 100% seguro de que me faltan las medidas ahora, lo abordaré con el supervisor del laboratorio.
¿Por qué dice que no debería haber ninguna razón para que QE disminuya por debajo de 1 mA? (Eso ciertamente no encaja con mis medidas limitadas).
@GeorgeHerold, no estoy seguro de lo que quieres decir. La gráfica en su respuesta muestra QE casi constante de 100 nA a 1 mA. Por lo general, el comportamiento está más cerca del ideal con corrientes bajas, y QE disminuye con corrientes altas (como en su respuesta).
Hola Fotón. Estoy siendo un poco cascarrabias, pero el QE no es constante a bajas corrientes. Si solo lo tomas como la relación de las dos corrientes. Es 10^-7/10^-11 ~10^-4 con una polarización de 100 nA y 10^-7/10^-4 ~10^-3 con una polarización de 0,1 mA. Por encima de 1mA la pendiente es 1 y QE es constante. (apenas)
@GeorgeHerold, OK, punto justo. El hecho de que la pendiente de su línea de ajuste logarítmico sea 2/3 significa que el QE no es constante.
No sé si te importa o no. Pero cuando tomé estos datos traté de hacer un modelo, una densidad fija de canales no radiativos y una probabilidad eh recombo que iba como la densidad (~actual). Pero eso no funcionó en cuanto a la ley de poder. Y leí en alguna parte que los canales no radiativos también aumentan a medida que "llenas" las bandas con e y h. Pero la densidad cae... con alguna otra ley de potencia... ¿distribución gaussiana aleatoria? ¡Cosas divertidas!

Wow hay un montón de preguntas allí.
1.) conoce tus instrumentos.

Medí la corriente de la foto frente a la corriente de polarización para algunos LED.
Aquí hay un diagrama de registro / registro. La línea se suma a mano y tiene una pendiente de 2/3.
La fotocorriente fue lineal con corriente de polarización entre ~ 1mA -10mA. (Una corriente más alta provocó un calentamiento que redujo la luz).

(Fotocorriente medida con un fotodiodo).

Iingrese la descripción de la imagen aquí

Gracias por su respuesta, pero estoy buscando una respuesta más específica sobre cómo encontrar la potencia de salida de luz para los datos adicionales en la hoja de cálculo 2. Mírelo, los "1" son marcadores de posición porque no sé cómo calcular el LOP o potencia de salida de luz. Los 1 en la hoja de cálculo 2 son el LOP porque en la hoja de cálculo 1 obtengo estos valores de la columna "vatios" de la máquina. Sin embargo, en la hoja de cálculo 2 tuve que tomar datos adicionales (los datos con LOP = 1) en los que solo recibí corriente/voltaje, y puedo calcular la potencia de entrada a partir de eso, pero estoy atascado en cómo encontrar LOP ya que no está dado como los datos de la hoja 1.
Puede extrapolar en función de la tendencia anterior, siempre que deje en claro que eso es lo que está haciendo. No hay forma de saber la salida de luz real si no la midió previamente. Le sugiero que grafique la corriente de entrada (no la potencia) frente a la potencia de salida de la luz para todos los puntos en los que tenga dichos datos. Quizás la naturaleza de la curva le dará confianza para extrapolar sus propios datos. En mi experiencia, que no incluye niveles de polarización bajos, la salida de luz es bastante lineal con la corriente de entrada.
@mkeith, ¿estás hablando de mis datos? La región lineal es ~1 orden de magnitud. y va como la potencia 2/3 para al menos 4 órdenes de magnitud.
@GeorgeHerold, cuando dije "tendencia superior" me refería a sus datos. Los datos que presenta son suficientes para permitir que el OP extrapole en un amplio rango, aunque eso probablemente no sea consistente con los objetivos de la clase. Mi experiencia consiste en medir la luminancia de las pantallas LED retroiluminadas en un rango de menos de 1 orden de magnitud. En ese rango, la relación nits/mA es muy lineal. Estaba instando al OP a comparar su gráfico con el tuyo.
LED y eficiencia cuántica externa (EQE), ¿cómo encontrar la potencia de salida de luz con los resultados de las pruebas? ¿Cómo encontrar el poder?
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