Crni silikonfotodetektorZapis: Vanjska kvantna efikasnost do 132%
Prema medijskim izvještajima, istraživači na Aalto univerzitetu razvili su optoelektronski uređaj s vanjskom kvantnom efikasnošću do 132%. Ovo malo verovatno podvig postignut je korištenjem nanostrukturiranog crnog silikona, što bi mogao biti glavni proboj za solarne ćelije i drugefotodetektori. Ako hipotetički fotonaponski uređaj ima vanjsku kvantnu efikasnost od 100 posto, što znači da svaki foton koji hitovi proizvodi elektron koji se prikuplja kao struja kroz krug.
A ovaj novi uređaj ne samo da postiže samo 100 posto efikasnosti, već više od 100 posto. 132% znači u prosjeku 1,32 elektrona po fotonu. Koristi crni silikon kao aktivni materijal i ima konusnu i kolonalnu nanostrukturu koja može apsorbirati ultraljubičasto svjetlo.
Očito ne možete stvoriti 0,32 dodatnih elektrona iz tankog zraka, nakon svega, fizika kaže da se energija ne može stvoriti iz tankog zraka, pa odakle dolaze ovi dodatni elektroni?
Sve se svodi na opći princip rada fotonaponskih materijala. Kad foton incidentnog svjetla pogodi aktivnu supstancu, obično silicijum, on kuca elektronu iz jednog od atoma. Ali u nekim slučajevima, visokoenergetski foton može izbiti dva elektrona bez razbijanja zakona fizike.
Nema sumnje da se koristi ovaj fenomen vrlo koristan u poboljšanju dizajna solarnih ćelija. U mnogim optoelektronskim materijalima, efikasnost se gubi na više načina, uključujući i kada se fotoni odražavaju sa uređaja ili elektrona rekombina sa "rupama" lijevim u atomima prije nego što su prikupili krug.
Ali Aaltoov tim kaže da su u velikoj mjeri uklonili te prepreke. Crni silicijum upija više fotona od ostalih materijala, a konusne i kolumnarne nanostrukture smanjuju rekombinaciju elektrona na površini materijala.
Sve u svemu, ovi napredak omogućili su vanjsku kvantnu efikasnost uređaja da dosegne 130%. Rezultati tima su čak i neovisno ovjerili i njemački nacionalni institut za metrologiju, PTB (njemački savezni zavod fizike).
Prema istraživačima, ova evidencija bi mogla poboljšati performanse u osnovi bilo kojeg fotodetekata, uključujući solarne ćelije i druge senzore svjetla, a novi detektor se već komercijalno koristi.
Vrijeme objavljivanja: jul-31-2023