Potrivit rețelei de organizare a fizicienilor, a raportat recent că cercetătorii finlandezi au dezvoltat un fotodetector de siliciu negru cu o eficiență cuantică externă de 130%, ceea ce este prima dată când eficiența dispozitivelor fotovoltaice depășește limita teoretică de 100%, ceea ce este de așteptat să îmbunătățească foarte mult eficiența mobilelor fotoelectrice, iar aceste dispozitive și echipamente medicale.
Un fotodetector este un senzor care poate măsura lumina sau o altă energie electromagnetică, transformarea fototonilor într-un curent electric, iar fotonii absorbiți formează perechi de electroni. Fotodetetorul include fotodiode și fototransistor, etc. Eficiența cuantică este utilizată pentru a defini procentul de fotoni primiți de un dispozitiv, cum ar fi un fotodetector într-o pereche de electroni, adică eficiența cuantică este egală cu numărul de electroni fotogenerați împărțiți la numărul de fotoni incidente.
Când un foton incident produce un electron într -un circuit extern, eficiența cuantică externă a dispozitivului este de 100% (gândită anterior a fi limita teoretică). În ultimul studiu, fotodetectorul de siliciu negru a avut o eficiență de până la 130 la sută, ceea ce înseamnă că un foton incident produce aproximativ 1,3 electroni.
Potrivit cercetătorilor Universității Aalto, arma secretă din spatele acestei descoperiri majore este procesul de multiplicare a transportatorului de încărcare care are loc în nanostructura unică a fotodetectorului de siliciu negru, care este declanșat de fotoni cu energie mare. Anterior, oamenii de știință nu au reușit să observe fenomenul pe dispozitivele reale, deoarece prezența pierderilor electrice și optice a redus numărul de electroni colectați. „Dispozitivele noastre nanostructurate nu au o recombinare și nici o pierdere de reflecție, astfel încât să putem colecta toți transportatorii de taxă înmulțită”, a explicat profesorul de lider de studiu Hera Severn.
Această eficiență a fost verificată de Institutul de Tehnologie Fizică a Societății Naționale de Metrologie din Germania (PTB), cel mai precis și fiabil serviciu de măsurare din Europa.
Cercetătorii notează că această eficiență record înseamnă că oamenii de știință pot îmbunătăți mult performanța dispozitivelor de detectare fotoelectrică.
„Detectorii noștri au generat mult interes, în special în domeniile biotehnologiei și monitorizării proceselor industriale”, a spus dr. Mikko Juntuna, CEO al Elfysinc, o companie deținută de Universitatea Aalto. Se raportează că au început să fabrice astfel de detectoare pentru uz comercial.
Timpul post: 11-2023