Siliciu negrufotodetectorrecord: eficiență cuantică externă de până la 132%
Potrivit rapoartelor media, cercetătorii de la Universitatea Aalto au dezvoltat un dispozitiv optoelectronic cu o eficiență cuantică externă de până la 132%.Această performanță puțin probabilă a fost realizată prin utilizarea siliciului negru nanostructurat, care ar putea fi o descoperire majoră pentru celulele solare și altefotodetectoare.Dacă un dispozitiv fotovoltaic ipotetic are o eficiență cuantică externă de 100%, înseamnă că fiecare foton care îl lovește produce un electron, care este colectat sub formă de electricitate printr-un circuit.
Și acest nou dispozitiv nu atinge doar o eficiență de 100 la sută, ci și mai mult de 100 la sută.132% înseamnă o medie de 1,32 electroni pe foton.Folosește siliciu negru ca material activ și are un con și nanostructură coloană care poate absorbi lumina ultravioletă.
Evident că nu poți crea 0,32 electroni în plus din aer, la urma urmei, fizica spune că energia nu poate fi creată din aer, așa că de unde provin acești electroni în plus?
Totul se reduce la principiul general de funcționare al materialelor fotovoltaice.Când un foton al luminii incidente lovește o substanță activă, de obicei siliciu, scoate un electron din unul dintre atomi.Dar, în unele cazuri, un foton de înaltă energie poate elimina doi electroni fără a încălca nicio lege a fizicii.
Nu există nicio îndoială că valorificarea acestui fenomen poate fi de mare ajutor în îmbunătățirea designului celulelor solare.În multe materiale optoelectronice, eficiența se pierde în mai multe moduri, inclusiv atunci când fotonii sunt reflectați de dispozitiv sau electronii se recombină cu „găurile” rămase în atomi înainte de a fi colectați de circuit.
Dar echipa lui Aalto spune că au înlăturat în mare măsură acele obstacole.Siliciul 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 atingă 130%.Rezultatele echipei au fost chiar verificate independent de Institutul Național de Metrologie din Germania, PTB (Institutul Federal German de Fizică).
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.
Ora postării: 31-iul-2023