Црни силицијумфотодетекторрекорд: екстерна квантна ефикасност до 132%
Према извештајима медија, истраживачи са Универзитета Аалто развили су оптоелектронски уређај са спољном квантном ефикасношћу до 132%.Овај мало вероватан подвиг постигнут је коришћењем наноструктурираног црног силицијума, што би могло бити велики пробој за соларне ћелије и другефотодетектори.Ако хипотетички фотонапонски уређај има спољну квантну ефикасност од 100 процената, то значи да сваки фотон који га удари производи електрон, који се сакупља као електрична енергија кроз коло.
И овај нови уређај не само да постиже 100 посто ефикасности, већ више од 100 посто.132% значи у просеку 1,32 електрона по фотону.Користи црни силицијум као активни материјал и има конусну и стубасту наноструктуру која може да апсорбује ултраљубичасто светло.
Очигледно не можете да створите 0,32 додатна електрона из ваздуха, на крају крајева, физика каже да се енергија не може створити из ваздуха, па одакле долазе ови додатни електрони?
Све се своди на општи принцип рада фотонапонских материјала.Када фотон упадне светлости удари у активну супстанцу, обично силицијум, он избацује електрон из једног од атома.Али у неким случајевима, фотон високе енергије може да избаци два електрона без кршења закона физике.
Нема сумње да искориштавање овог феномена може бити од велике помоћи у побољшању дизајна соларних ћелија.У многим оптоелектронским материјалима, ефикасност се губи на више начина, укључујући када се фотони рефлектују од уређаја или се електрони рекомбинују са „рупама“ које су остале у атомима пре него што их сакупи коло.
Али Алтов тим каже да су у великој мери уклонили те препреке.Црни силицијум апсорбује више фотона од других материјала, а конусне и стубасте наноструктуре смањују рекомбинацију електрона на површини материјала.
Све у свему, ови напредак је омогућио да екстерна квантна ефикасност уређаја достигне 130%.Резултати тима су чак независно верификовани од стране немачког националног института за метрологију, ПТБ (Немачки савезни институт за физику).
Према истраживачима, ова рекордна ефикасност могла би побољшати перформансе практично било ког фотодетектора, укључујући соларне ћелије и друге сензоре светлости, а нови детектор се већ користи комерцијално.
Време поста: 31. јул 2023