Prema navodima organizacije fizičara, mreža je nedavno objavila da su finski istraživači razvili fotodetektor crnog silikona sa eksternom kvantnom efikasnošću od 130%, što je prvi put da efikasnost fotonaponskih uređaja prelazi teorijsku granicu od 100%, za koju se očekuje da će poboljšavaju efikasnost fotoelektričnih uređaja za detekciju, a ovi uređaji se široko koriste u automobilima, mobilnim telefonima, pametnim satovima i medicinskoj opremi.
Fotodetektor je senzor koji može mjeriti svjetlost ili drugu elektromagnetnu energiju, pretvarati fotone u električnu struju, a apsorbirani fotoni formiraju parove elektron-rupa. Fotodetektor uključuje fotodiodu i fototranzistor, itd. Kvantna efikasnost se koristi za definisanje procenta fotona primljenih od strane uređaja kao što je fotodetektor u paru elektron-rupa, odnosno kvantna efikasnost je jednaka broju fotogenerisanih elektrona podeljen sa broj upadnih fotona.
Kada upadni foton proizvede elektron u vanjsko kolo, vanjska kvantna efikasnost uređaja je 100% (ranije se smatralo da je to teorijska granica). U najnovijoj studiji, fotodetektor crnog silikona imao je efikasnost do 130 posto, što znači da jedan upadni foton proizvodi oko 1,3 elektrona.
Prema istraživačima sa Univerziteta Aalto, tajno oružje iza ovog velikog otkrića je proces umnožavanja nosioca naboja koji se događa unutar jedinstvene nanostrukture fotodetektora crnog silikona, koji je pokrenut fotonima visoke energije. Ranije naučnici nisu bili u mogućnosti da posmatraju ovaj fenomen u stvarnim uređajima jer je prisustvo električnih i optičkih gubitaka smanjilo broj prikupljenih elektrona. "Naši nanostrukturirani uređaji nemaju rekombinaciju i gubitak refleksije, tako da možemo prikupiti sve umnožene nosioce naboja", objasnila je voditeljica studije profesorica Hera Severn.
Ova efikasnost je potvrđena od strane Instituta za fizičku tehnologiju Njemačkog nacionalnog mjeriteljskog društva (PTB), najpreciznije i najpouzdanije mjerne službe u Evropi.
Istraživači napominju da ova rekordna efikasnost znači da naučnici mogu uvelike poboljšati performanse uređaja za fotoelektričnu detekciju.
“Naši detektori su izazvali veliko interesovanje, posebno u oblastima biotehnologije i praćenja industrijskih procesa,” rekao je dr. Mikko Juntuna, izvršni direktor ElfysInc, kompanije u vlasništvu Univerziteta Aalto. Izvještava se da su počeli proizvoditi takve detektore za komercijalnu upotrebu.
Vrijeme objave: Jul-11-2023