Fekete szilíciumfotodetektorNyilvántartás: Külső kvantumhatékonyság akár 132% -ig
A médiajelentések szerint az Aalto Egyetem kutatói olyan optoelektronikus eszközt fejlesztettek ki, amelynek külső kvantumhatékonysága akár 132%-ot is. Ezt a valószínűtlen feat -t a nanostrukturált fekete szilícium használatával sikerült elérni, amely a napelemek és más áttörés jelentős áttörés lehetfotodetektorok- Ha egy hipotetikus fotovoltaikus eszköz külső kvantumhatékonysága 100 %, ez azt jelenti, hogy minden olyan foton, amely eltalálja, elektronot termel, amelyet áramkörön keresztül villamos energiaként gyűjtenek.
És ez az új eszköz nemcsak 100 % -os hatékonyságot ér el, hanem több mint 100 % -ot. 132%: fotononként átlagosan 1,32 elektron. A fekete szilíciumot használja aktív anyagként, és van egy kúp és oszlopos nanoszerkezet, amely képes felszívni az ultraibolya fényt.
Nyilvánvaló, hogy nem hozhat létre 0,32 extra elektronot a vékony levegőből, elvégre a fizika azt mondja, hogy az energiát nem lehet a vékony levegőből létrehozni, tehát honnan származnak ezek az extra elektronok?
Mindez a fotovoltaikus anyagok általános működési alapelve. Amikor az incidens fényének fotonja egy aktív anyagot, általában szilíciumot ér el, akkor az egyik atomból kiüti az elektronot. Bizonyos esetekben azonban a nagy energiájú foton két elektronot kiüthet anélkül, hogy bármilyen fizikai törvény megsértette volna.
Nem kétséges, hogy ennek a jelenségnek a kiaknázása nagyon hasznos lehet a napelemek tervezésének javításában. Számos optoelektronikus anyagban a hatékonyság számos módon elveszik, ideértve azt is, amikor a fotonok tükröződnek az eszközről, vagy az elektronok rekombinálnak az atomokban maradt „lyukakkal”, mielőtt az áramkör összegyűjti.
De Aalto csapata azt állítja, hogy nagymértékben eltávolították ezeket az akadályokat. A fekete szilícium több fotont felszív, mint más anyagok, és a kúpos és oszlopos nanoszerkezetek csökkentik az elektron rekombinációt az anyag felületén.
Összességében ezek az előlegek lehetővé tették az eszköz külső kvantumhatékonyságának elérését a 130%-os eléréséhez. A csapat eredményeit a Németország Nemzeti Metrológiai Intézete, a PTB (Német Szövetségi Physics Institute) függetlenül igazolta.
A kutatók szerint ez a rekord hatékonysága javíthatja az alapvetően bármilyen fotodetektor teljesítményét, beleértve a napelemeket és más fényérzékelőket, és az új detektorot már használják a kereskedelemben.
A postai idő: július-31-2023