Рекорд на црна силиконска фотоодектор: Надворешна квантна ефикасност до 132%

Црн силиконФотодекторРекорд: Надворешна квантна ефикасност до 132%

Според извештаите на медиумите, истражувачите од универзитетот Алто развија оптоелектронски уред со надворешна квантна ефикасност до 132%. Овој неверојатно подвиг беше постигнат со употреба на наноструктуриран црн силикон, што може да биде голем напредок за соларни ќелии и другифотоодектори. Ако хипотетички фотоволтаичен уред има надворешна квантна ефикасност од 100 проценти, тоа значи дека секој фотон што го погодува произведува електрон, кој се собира како електрична енергија преку коло.

И овој нов уред не само што постигнува 100 проценти ефикасност, туку и повеќе од 100 проценти. 132% значи просек од 1,32 електрони по фотон. Го користи црниот силикон како активен материјал и има конус и колонообразен наноструктура што може да ја апсорбира ултравиолетовата 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 потекнуваат овие дополнителни електрони?

Сето тоа се сведува на генералниот принцип на работа на фотоволтаични материјали. Кога фотонот на светло на инцидентот погодува активна супстанција, обично силикон, тој троши електрон од еден од атомите. Но, во некои случаи, фотонот со висока енергија може да исфрли два електрони без да крши никакви закони за физика.

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

Но, тимот на Алтато вели дека тие во голема мерка ги отстраниле тие пречки. Црниот силикон апсорбира повеќе фотони од другите материјали, а заострените и колонообразни 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 дури и беа независно потврдени од германскиот Национален институт за метрологија, ПТБ (германски федерален институт за физика).

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