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當在LED的PN結上施加正向電壓時，PN結會有電流流過。電子和空穴在PN過渡層中復合會產生光子，然而并不是每一對電子空穴對復合都會產生光子，由于LED的PN結，作為雜質半導體，存在著材料品質缺陷、位錯等因素，以及工藝上的種種缺陷，會產生雜質電離、本征激發散射和晶格散射的問題，使電子從激發態躍遷到基態時會與晶格原子或離子交換能量而發生無輻射躍遷，也就是不產生光子，這部分能量不轉換成光能而轉換成熱能損耗在PN結內，于是就有一個復合載流子轉換成光子的轉換效率問題存在，可以用式1表示這一轉換效率，并符號ηint表示。
ηint=（復合載流子產生的光子數/復合載流子總數）×100% （1）
因為無法去計數式（1）中的復合載流子總數和產生的光子總數。一般是通過測量LED輸出的光功率來評價這一效率，這個效率ηint就稱為內量子效率。
