Запис со црн силиконски фотодетектор: надворешна квантна ефикасност до 132%

Црн силиконфотодетекторрекорд: надворешна квантна ефикасност до 132%

Според извештаите на медиумите, истражувачите од Универзитетот во Алто развиле оптоелектронски уред со надворешна квантна ефикасност до 132%. Овој неверојатен подвиг беше постигнат со користење на наноструктуриран црн силикон, кој може да биде голем напредок за соларните ќелии и другифотодетектори. Ако хипотетички фотоволтаичен уред има надворешна квантна ефикасност од 100 проценти, тоа значи дека секој фотон што ќе го погоди произведува електрон, кој се собира како електрична енергија низ колото.

И овој нов уред не само што постигнува 100 проценти ефикасност, туку и повеќе од 100 проценти. 132% значи просечно 1,32 електрони по фотон. Користи црн силициум како активен материјал и има конусна и колонообразна наноструктура која може да апсорбира ултравиолетова светлина.

Очигледно не можете да создадете 0,32 дополнителни електрони од тенок воздух, на крајот на краиштата, физиката вели дека енергијата не може да се создаде од тенок воздух, па од каде доаѓаат овие дополнителни електрони?

Сè се сведува на општиот принцип на работа на фотоволтаичните материјали. Кога фотон од упадната светлина удира во активна супстанција, обично силициум, тој исфрла електрон од еден од атомите. Но, во некои случаи, фотон со висока енергија може да исфрли два електрони без да прекрши никакви закони на физиката.

Нема сомнение дека искористувањето на овој феномен може да биде многу корисно за подобрување на дизајнот на соларните ќелии. Во многу оптоелектронски материјали, ефикасноста се губи на повеќе начини, вклучително и кога фотоните се рефлектираат од уредот или кога електроните се рекомбинираат со „дупките“ оставени во атомите пред да се соберат од колото.

Но, тимот на Алто вели дека тие во голема мера ги отстраниле тие пречки. Црниот силикон апсорбира повеќе фотони од другите материјали, а заострените и колонообразните наноструктури ја намалуваат рекомбинацијата на електроните на површината на материјалот.

Севкупно, овие достигнувања овозможија надворешната квантна ефикасност на уредот да достигне 130%. Резултатите на тимот се дури и независно потврдени од германскиот национален метролошки институт, PTB (Германски федерален институт за физика).

Според истражувачите, оваа рекордна ефикасност може да ги подобри перформансите на кој било фотодетектор, вклучувајќи соларни ќелии и други светлосни сензори, а новиот детектор веќе се користи комерцијално.