Potrivit rețelei de organizații a fizicienilor, a raportat recent că cercetătorii finlandezi au dezvoltat un fotodetector cu siliciu negru cu o eficiență cuantică externă de 130%, care este prima dată când eficiența dispozitivelor fotovoltaice depășește limita teoretică de 100%, ceea ce este de așteptat să fie mult. îmbunătățește eficiența dispozitivelor de detectare fotoelectrică, iar aceste dispozitive sunt utilizate pe scară largă în mașini, telefoane mobile, ceasuri inteligente și echipamente medicale.
Un fotodetector este un senzor care poate măsura lumina sau altă energie electromagnetică, poate transforma fotonii într-un curent electric, iar fotonii absorbiți formează perechi electron-gaură.Fotodetectorul include fotodioda și fototranzistorul etc. Eficiența cuantică este utilizată pentru a defini procentul de fotoni recepționați de un dispozitiv, cum ar fi un fotodetector, într-o pereche electron-gaură, adică eficiența cuantică este egală cu numărul de electroni fotogenerați împărțit la numărul de fotoni incidenti.
Când un foton incident produce un electron către un circuit extern, eficiența cuantică externă a dispozitivului este de 100% (se credea anterior a fi limita teoretică).În cel mai recent studiu, fotodetectorul cu 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 de la Universitatea Aalto, arma secretă din spatele acestei descoperiri majore este procesul de multiplicare a purtătorului de sarcină care are loc în nanostructura unică a fotodetectorului cu siliciu negru, care este declanșat de fotonii de înaltă energie.Anterior, oamenii de știință nu au putut observa fenomenul în dispozitive reale, deoarece prezența pierderilor electrice și optice a redus numărul de electroni colectați.„Dispozitivele noastre nanostructurate nu au nicio recombinare și nicio pierdere de reflexie, așa că putem colecta toți purtătorii de sarcină multiplicați”, a explicat profesorul Hera Severn, liderul studiului.
Această eficiență a fost verificată de Institutul de Tehnologie Fizică al Societății Naționale de Metrologie Germană (PTB), cel mai precis și de încredere serviciu de măsurare din Europa.
Cercetătorii notează că această eficiență record înseamnă că oamenii de știință pot îmbunătăți considerabil 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 producă astfel de detectoare pentru uz comercial.
Ora postării: Iul-11-2023