Bij een fotochemische reactie is de kwantumopbrengst een maatstaf voor de efficiëntie van het proces bij het omzetten van geabsorbeerde fotonen in chemische verandering. Het wordt gedefinieerd als het aantal moleculen dat reageert of het product dat wordt gevormd per foton licht dat door het systeem wordt geabsorbeerd.

De kwantumopbrengst (Φ) wordt berekend door het aantal moleculen dat reageert of de hoeveelheid gevormd product (P) te delen door het aantal door het monster geabsorbeerde fotonen (n).

$$Φ =\frac{P}{n}$$

De kwantumopbrengst kan variëren van 0 tot 1, waarbij een kwantumopbrengst van 1 aangeeft dat elk geabsorbeerd foton resulteert in een chemische reactie, terwijl een kwantumopbrengst van 0 aangeeft dat er geen reactie plaatsvindt ondanks dat fotonen worden geabsorbeerd. In bepaalde gevallen is een kwantumopbrengst groter dan 1 mogelijk, zoals bij kettingreacties waarbij een enkel foton een reeks reacties kan initiëren, waardoor de productvorming wordt versterkt.

Factoren die de kwantumopbrengst beïnvloeden:

- Lichtintensiteit: Een hogere lichtintensiteit verhoogt over het algemeen de kwantumopbrengst totdat een plateau wordt bereikt, waarboven de reactiesnelheid wordt beperkt door andere factoren.

- Golflengte van licht: De kwantumopbrengst kan golflengteafhankelijk zijn vanwege de specifieke absorptiekarakteristieken van de reactanten en tussenproducten die bij de fotochemische reactie betrokken zijn.

- Temperatuur: Temperatuur kan de kwantumopbrengst beïnvloeden door de snelheden van concurrerende reacties en de stabiliteit van tussenproducten te veranderen.

- Aanwezigheid van remmers of katalysatoren: Onzuiverheden, remmers of katalysatoren kunnen de kwantumopbrengst beïnvloeden door het reactiepad te verstoren of de efficiëntie van het fotonengebruik te veranderen.

De kwantumopbrengst levert waardevolle informatie op over de efficiëntie van een fotochemische reactie en wordt gebruikt op verschillende gebieden, zoals fotochemie, spectroscopie en fotosyntheseonderzoek, om de fundamentele mechanismen te bestuderen en de efficiëntie van door licht aangedreven processen te optimaliseren.