Swart silikonfotodetektorrekord: eksterne kwantumeffisjinsje oant 132%
Neffens mediaberjochten hawwe ûndersikers oan 'e Aalto Universiteit in opto-elektronysk apparaat ûntwikkele mei in eksterne kwantumeffisjinsje oant 132%. Dizze ûnwierskynlike prestaasje waard berikt troch it brûken fan nanostrukturearre swart silisium, wat in grutte trochbraak wêze kin foar sinnesellen en oare ...fotodetektorsAs in hypotetysk fotovoltaïsk apparaat in eksterne kwantumeffisjinsje fan 100 prosint hat, betsjut dat dat elk foton dat it rekket in elektron produseart, dat as elektrisiteit wurdt sammele fia in sirkwy.
En dit nije apparaat berikt net allinich 100 prosint effisjinsje, mar mear as 100 prosint. 132% betsjut in gemiddelde fan 1,32 elektroanen per foton. It brûkt swart silisium as it aktive materiaal en hat in kegelfoarmige en kolomfoarmige nanostruktuer dy't ultraviolet ljocht kin absorbearje.
Fansels kinne jo gjin 0,32 ekstra elektroanen út tinne loft oanmeitsje, de natuerkunde seit ommers dat enerzjy net út tinne loft oanmakke wurde kin, dus wêr komme dizze ekstra elektroanen wei?
It komt allegear del op it algemiene wurkprinsipe fan fotovoltaïske materialen. As in foton fan it ynfallende ljocht in aktive stof rekket, meastentiids silisium, slacht it in elektron út ien fan 'e atomen. Mar yn guon gefallen kin in foton mei hege enerzjy twa elektroanen útskeakelje sûnder de wetten fan 'e natuerkunde te brekken.
Der is gjin twifel dat it benutten fan dit ferskynsel tige nuttich wêze kin by it ferbetterjen fan it ûntwerp fan sinnesellen. Yn in protte opto-elektronyske materialen giet effisjinsje op ferskate manieren ferlern, ynklusyf as fotonen fan it apparaat weromkaatst wurde of as elektroanen rekombinearje mei de "gatten" dy't yn 'e atomen oerbliuwe foardat se troch it sirkwy sammele wurde.
Mar it team fan Aalto seit dat se dy obstakels foar in grut part fuorthelle hawwe. Swart silisium absorbearret mear fotonen as oare materialen, en de tapse en kolomfoarmige nanostrukturen ferminderje elektronrekombinaasje op it oerflak fan it materiaal.
Oer it algemien hawwe dizze foarútgong de eksterne kwantumeffisjinsje fan it apparaat yn steat steld om 130% te berikken. De resultaten fan it team binne sels ûnôfhinklik ferifiearre troch it Dútske nasjonale Metrology Ynstitút, de PTB (Dútske Federale Ynstitút foar Natuerkunde).
Neffens de ûndersikers koe dizze rekordeffisjinsje de prestaasjes fan praktysk elke fotodetektor ferbetterje, ynklusyf sinnesellen en oare ljochtsensors, en de nije detektor wurdt al kommersjeel brûkt.
Pleatsingstiid: 31 july 2023