Swart silikonfotodetektorRekord: eksterne kwantumdoeltreffendheid tot 132%
Volgens mediaberigte het navorsers aan die Aalto -universiteit 'n opto -elektroniese toestel ontwikkel met 'n eksterne kwantumdoeltreffendheid van tot 132%. Hierdie onwaarskynlike prestasie is bereik met behulp van nanostruktureerde swart silikon, wat 'n groot deurbraak vir sonkragselle en ander kan weesfotodetektore. As 'n hipotetiese fotovoltaïese toestel 'n eksterne kwantumdoeltreffendheid van 100 persent het, beteken dit dat elke foton wat dit tref 'n elektron produseer, wat as elektrisiteit deur 'n stroombaan versamel word.
En hierdie nuwe toestel behaal nie net 100 persent doeltreffendheid nie, maar meer as 100 persent. 132% beteken gemiddeld 1,32 elektrone per foton. Dit gebruik swart silikon as die aktiewe materiaal en het 'n keël en kolom -nanostruktuur wat ultravioletlig kan absorbeer.
Dit is duidelik dat u nie 0,32 ekstra elektrone uit die lug kan skep nie, sê fisika dat energie nie uit die lug geskep kan word nie, so waar kom hierdie ekstra elektrone vandaan?
Dit kom alles neer op die algemene werkbeginsel van fotovoltaïese materiale. As 'n foton van die voorvallig 'n aktiewe stof tref, gewoonlik silikon, slaan dit 'n elektron uit een van die atome. Maar in sommige gevalle kan 'n hoë-energie-foton twee elektrone uitslaan sonder om enige fisika-wette te oortree.
Daar is geen twyfel dat die benutting van hierdie verskynsel baie nuttig kan wees om die ontwerp van sonkragselle te verbeter nie. In baie opto -elektroniese materiale word doeltreffendheid op verskillende maniere verlore, insluitend wanneer fotone van die toestel weerkaats word, of elektrone weer saamgaan met die 'gate' wat in die atome gelaat word voordat dit deur die kring versamel word.
Maar Aalto se span sê dat hulle die struikelblokke grotendeels verwyder het. Swart silikon absorbeer meer fotone as ander materiale, en die tapse en kolom -nanostrukture verminder elektronrekombinasie op die materiaal se oppervlak.
In die algemeen het hierdie vooruitgang die eksterne kwantumdoeltreffendheid van die toestel in staat gestel om 130%te bereik. Die uitslae van die span is selfs onafhanklik bevestig deur die Duitse Nasionale Metrologie -instituut, die PTB (Duitse Federale Instituut vir Fisika).
Volgens die navorsers kan hierdie rekorddoeltreffendheid die prestasie van basies enige fotodetektor, insluitend sonkragselle en ander ligsensors, verbeter, en die nuwe detektor word reeds kommersieel gebruik.
Postyd: Jul-31-2023