Silicon negrufotodetectorÎnregistrare: eficiență cuantică externă până la 132%
Conform rapoartelor mass -media, cercetătorii de la Universitatea Aalto au dezvoltat un dispozitiv optoelectronic cu o eficiență cuantică externă de până la 132%. Acest lucru improbabil a fost obținut prin utilizarea siliconului negru nanostructurat, ceea ce ar putea fi o descoperire majoră pentru celulele solare și altelefotodetectoare. Dacă un dispozitiv fotovoltaic ipotetic are o eficiență cuantică externă de 100 la sută, asta înseamnă că fiecare foton care îl lovește produce un electron, care este colectat ca energie electrică printr -un circuit.
Și acest nou dispozitiv nu numai că obține o eficiență de 100 la sută, dar mai mult de 100 la sută. 132% înseamnă în medie 1,32 electroni pe foton. Folosește siliconul negru ca material activ și are o nanostructură de con și coloană care poate absorbi lumina ultravioletă.
Evident, nu puteți crea 0,32 electroni în plus din aer subțire, până la urmă, fizica spune că energia nu poate fi creată din aer subțire, deci de unde provin acești electroni suplimentari?
Totul se reduce la principiul general de lucru al materialelor fotovoltaice. Când un foton al luminii incidente lovește o substanță activă, de obicei siliciu, acesta scoate un electron din unul dintre atomi. Dar, în unele cazuri, un foton cu energie mare poate elimina doi electroni fără a încălca legile fizicii.
Nu există nici o îndoială că valorificarea acestui fenomen poate fi de mare ajutor în îmbunătățirea proiectării celulelor solare. În multe materiale optoelectronice, eficiența se pierde în mai multe moduri, inclusiv atunci când fotonii sunt reflectați de pe dispozitiv sau electronii se recombină cu „găurile” rămase în atomi înainte de a fi colectați de circuit.
Dar echipa lui Aalto spune că au eliminat în mare parte aceste obstacole. Siliconul negru absoarbe mai mulți fotoni decât alte materiale, iar nanostructurile conice și columnare reduc recombinarea electronilor pe suprafața materialului.
În general, aceste progrese au permis ca eficiența cuantică externă a dispozitivului să ajungă la 130%. Rezultatele echipei au fost chiar verificate în mod independent de Institutul Național de Metrologie din Germania, PTB (Institutul Federal de Fizică din Germania).
Potrivit cercetătorilor, această eficiență record ar putea îmbunătăți performanța practic a oricărui fotodetector, inclusiv a celulelor solare și a altor senzori de lumină, iar noul detector este deja utilizat comercial.
Timpul post: 31-2023 iulie