A fizikusok szervezeti hálózata a közelmúltban arról számolt be, hogy a finn kutatók kifejlesztettek egy fekete szilícium fotodetektort, amelynek külső kvantumhatásfoka 130%, ami az első alkalom, hogy a fotovoltaikus eszközök hatékonysága meghaladja a 100%-os elméleti határt, ami várhatóan nagymértékben megnő. javítják a fotoelektromos érzékelőeszközök hatékonyságát, és ezeket az eszközöket széles körben használják autókban, mobiltelefonokban, okosórákban és orvosi berendezésekben.
A fotodetektor egy olyan érzékelő, amely képes fényt vagy más elektromágneses energiát mérni, fotonokat elektromos árammá alakítani, és az elnyelt fotonok elektron-lyuk párokat alkotnak. A fotodetektor fotodiódát és fototranzisztort stb. tartalmaz. A kvantumhatásfok annak meghatározására szolgál, hogy egy eszköz, például egy fotodetektor, hány foton fogadott elektron-lyuk párba, vagyis a kvantumhatásfoka egyenlő a fotogenerált elektronok számának osztva a beeső fotonok száma.
Amikor egy beeső foton elektront állít elő egy külső áramkörbe, az eszköz külső kvantumhatékonysága 100% (korábban az elméleti határértéknek számított). A legújabb tanulmány szerint a fekete szilícium fotodetektor hatékonysága elérte a 130 százalékot, ami azt jelenti, hogy egy beeső foton körülbelül 1,3 elektront termel.
Az Aalto Egyetem kutatói szerint a nagy áttörés mögött meghúzódó titkos fegyver a fekete szilícium fotodetektor egyedi nanoszerkezetében zajló töltéshordozó-sokszorozó folyamat, amelyet nagy energiájú fotonok váltanak ki. Korábban a tudósok nem tudták valódi eszközökben megfigyelni a jelenséget, mert az elektromos és optikai veszteségek jelenléte csökkentette az összegyűjtött elektronok számát. "Nanostrukturált eszközeinknek nincs rekombinációja és reflexiós vesztesége, így az összes megsokszorozott töltéshordozót össze tudjuk gyűjteni" - magyarázta Hera Severn professzor, a tanulmány vezetője.
Ezt a hatékonyságot a Német Nemzeti Metrológiai Társaság (PTB) Fizikai Technológiai Intézete, Európa legpontosabb és legmegbízhatóbb mérési szolgáltatása igazolta.
A kutatók megjegyzik, hogy ez a rekordhatékonyság azt jelenti, hogy a tudósok nagymértékben javíthatják a fotoelektromos érzékelőeszközök teljesítményét.
„Érzékelőink nagy érdeklődést váltottak ki, különösen a biotechnológia és az ipari folyamatok monitorozása terén” – mondta Dr. Mikko Juntuna, az Aalto Egyetem tulajdonában lévő ElfysInc vezérigazgatója. A jelentések szerint elkezdték gyártani az ilyen detektorokat kereskedelmi használatra.
Feladás időpontja: 2023.07.11