Црни силицијумфотодетекторрекорд: спољашња квантна ефикасност до 132%
Према извештајима медија, истраживачи са Универзитета Алто развили су оптоелектронски уређај са спољашњом квантном ефикасношћу до 132%. Овај неочекивани подвиг постигнут је коришћењем наноструктурираног црног силицијума, што би могло бити велики пробој за соларне ћелије и друге...фотодетекториАко хипотетички фотонапонски уређај има спољашњу квантну ефикасност од 100 процената, то значи да сваки фотон који га погоди производи електрон, који се сакупља као електрицитет кроз коло.
И овај нови уређај не постиже само 100% ефикасност, већ више од 100%. 132% значи просечно 1,32 електрона по фотону. Користи црни силицијум као активни материјал и има конусну и стубчасту наноструктуру која може да апсорбује ултраљубичасто светло.
Очигледно је да не можете створити 0,32 додатних електрона ни из чега, на крају крајева, физика каже да се енергија не може створити ни из чега, па одакле долазе ови додатни електрони?
Све се своди на општи принцип рада фотонапонских материјала. Када фотон упадне светлости погоди активну супстанцу, обично силицијум, он избија електрон из једног од атома. Али у неким случајевима, фотон високе енергије може избити два електрона без кршења било ког закона физике.
Нема сумње да искоришћавање овог феномена може бити веома корисно у побољшању дизајна соларних ћелија. Код многих оптоелектронских материјала, ефикасност се губи на више начина, укључујући када се фотони рефлектују од уређаја или када се електрони рекомбинују са „рупама“ које су остале у атомима пре него што их коло сакупи.
Али Алтов тим каже да су у великој мери уклонили те препреке. Црни силицијум апсорбује више фотона од других материјала, а сужене и стубасте наноструктуре смањују рекомбинацију електрона на површини материјала.
Генерално, ови напредци су омогућили да екстерна квантна ефикасност уређаја достигне 130%. Резултате тима је чак независно верификовао немачки национални метролошки институт, PTB (Немачки савезни институт за физику).
Према речима истраживача, ова рекордна ефикасност могла би побољшати перформансе практично било ког фотодетектора, укључујући соларне ћелије и друге светлосне сензоре, а нови детектор се већ комерцијално користи.
Време објаве: 31. јул 2023.