Swart silisiumfotodetektorrekord: eksterne kwantum-effisjinsje oant 132%
Neffens mediaberjochten hawwe ûndersikers fan 'e Aalto Universiteit in opto-elektroanysk apparaat ûntwikkele mei in eksterne kwantum-effisjinsje fan oant 132%.Dizze ûnwierskynlike prestaasje waard berikt troch it brûken fan nanostrukturearre swart silisium, dat in grutte trochbraak kin wêze foar sinnesellen en oarefotodetektors.As in hypotetysk fotovoltaïsk apparaat in eksterne kwantum-effisjinsje hat fan 100 prosint, betsjut dat dat elke foton dy't it treft in elektroan produsearret, dat wurdt sammele as elektrisiteit fia in circuit.
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 kegel en kolomfoarmige nanostruktuer dy't ultraviolet ljocht kin absorbearje.
Fansels kinne jo gjin 0,32 ekstra elektroanen meitsje út tinne loft, ommers, natuerkunde seit dat enerzjy net út tinne loft makke 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 treft, meast silisium, slacht it in elektroan út ien fan 'e atomen.Mar yn guon gefallen kin in hege-enerzjy foton twa elektroanen útslaan sûnder de wetten fan 'e natuerkunde te brekken.
D'r is gjin twifel dat it benutten fan dit ferskynsel tige nuttich kin wêze by it ferbetterjen fan it ûntwerp fan sinnesellen.Yn in protte optoelektroanyske materialen is effisjinsje op in oantal manieren ferlern gien, ynklusyf as fotonen wurde reflektearre fan it apparaat of elektroanen rekombinearje mei de "gaten" yn 'e atomen oerbleaun foardat se sammele wurde troch it circuit.
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 tapered en kolomêre nanostruktueren ferminderje elektroanen rekombinaasje op it oerflak fan it materiaal.
Oer it algemien hawwe dizze foarútgongen de eksterne kwantum-effisjinsje fan it apparaat ynskeakele om 130% te berikken.De resultaten fan it team binne sels selsstannich ferifiearre troch it nasjonale Metrology Ynstitút fan Dútslân, it PTB (Dútsk Federaal Ynstitút foar Fysika).
Neffens de ûndersikers kin dizze rekord-effisjinsje de prestaasjes ferbetterje fan yn prinsipe elke fotodetektor, ynklusyf sinnesellen en oare ljochtsensors, en de nije detektor wurdt al kommersjeel brûkt.
Post tiid: Jul-31-2023