Volgens die fisici-organisasienetwerk is onlangs berig dat Finse navorsers 'n swart silikon fotodetektor met 'n eksterne kwantumdoeltreffendheid van 130% ontwikkel het, wat die eerste keer is dat die doeltreffendheid van fotovoltaïese toestelle die teoretiese limiet van 100% oorskry, wat na verwagting die doeltreffendheid van fotoëlektriese opsporingstoestelle aansienlik sal verbeter, en hierdie toestelle word wyd gebruik in motors, selfone, slimhorlosies en mediese toerusting.
'n Fotodetektor is 'n sensor wat lig of ander elektromagnetiese energie kan meet, fotone in 'n elektriese stroom kan omskakel, en die geabsorbeerde fotone elektron-gat-pare kan vorm. Die fotodetektor sluit 'n fotodiode en fototransistor in, ens. Kwantumdoeltreffendheid word gebruik om die persentasie fotone wat deur 'n toestel soos 'n fotodetektor ontvang word, in 'n elektron-gat-paar te definieer, dit wil sê, die kwantumdoeltreffendheid is gelyk aan die aantal fotogegenereerde elektrone gedeel deur die aantal invallende fotone.
Wanneer 'n invallende foton 'n elektron aan 'n eksterne stroombaan produseer, is die eksterne kwantumdoeltreffendheid van die toestel 100% (voorheen beskou as die teoretiese limiet). In die jongste studie het die swart silikon fotodetektor 'n doeltreffendheid van tot 130 persent gehad, wat beteken dat een invallende foton ongeveer 1.3 elektrone produseer.
Volgens navorsers van die Aalto Universiteit is die geheime wapen agter hierdie groot deurbraak die ladingdraer-vermenigvuldigingsproses wat binne die unieke nanostruktuur van die swart silikon-fotodetektor plaasvind, wat deur hoë-energie fotone veroorsaak word. Voorheen kon wetenskaplikes nie die verskynsel in werklike toestelle waarneem nie, omdat die teenwoordigheid van elektriese en optiese verliese die aantal versamelde elektrone verminder het. "Ons nanogestruktureerde toestelle het geen rekombinasie en geen refleksieverlies nie, dus kan ons al die vermenigvuldigde ladingdraers versamel," het studieleier professor Hera Severn verduidelik.
Hierdie doeltreffendheid is geverifieer deur die Instituut vir Fisiese Tegnologie van die Duitse Nasionale Metrologievereniging (PTB), die akkuraatste en betroubaarste meetdiens in Europa.
Die navorsers merk op dat hierdie rekorddoeltreffendheid beteken dat wetenskaplikes die werkverrigting van fotoëlektriese opsporingstoestelle aansienlik kan verbeter.
“Ons detektors het baie belangstelling gewek, veral op die gebied van biotegnologie en industriële prosesmonitering,” het dr. Mikko Juntuna, uitvoerende hoof van ElfysInc, 'n maatskappy wat deur Aalto Universiteit besit word, gesê. Daar word berig dat hulle begin het om sulke detektors vir kommersiële gebruik te vervaardig.
Plasingstyd: 11 Julie 2023