Квантова ефективність визначається як відсоток фотонів, які генерують носій електричного заряду на фотореактивній поверхні
. Дані фотодіоди не є серійними. Вони виготовляються для певних довжин хвиль, кутів падіння або поляризації.
Квантова ефективність для початкового створення фотоелектрона становить близько 0,1 до 1. Це процес, який використовується у фотоелектронних помножувачах, і висока квантова ефективність відповідає за дуже високу чутливість ФЕУ.
У фотодіоді (або іншому фотодетекторі, або фотоелектричному елементі) квантовий ККД можна визначити як частка падаючих (або, альтернативно, поглинених) фотонів, які роблять внесок у зовнішній фотострум.
Квантова ефективність фотодіода (відношення кількості вивільнених електронів до кількості падаючих фотонів) 0,75 при 830 нм. Враховуючи постійну Планка h = 6,624 × 10-34 Дж-сек, заряд електрона e = 1,6 × 10-19 Кл і швидкість світла в фотодіоді Cm = 2 × 108 м/с.
Фотоплівка зазвичай має QE набагато менше 10%, тоді як ПЗЗ можуть мати QE значно більше 90% на деяких довжинах хвиль.
Квантова ефективність (КК) є міра ефективності пристрою формування зображення для перетворення падаючих фотонів в електрони. Наприклад, якби датчик мав QE 100% і був підданий впливу 100 фотонів, він створив би 100 електронів сигналу.
Квантова ефективність (QE) може бути розрахована порівняння кількості генерованих носіїв заряду (наприклад, електронів у фотодетекторі) з кількістю фотонів, що падають на пристрій. Це співвідношення часто виражається у відсотках.