Itim na Silicon Photodetector Record: Panlabas na kahusayan sa dami hanggang sa 132%

Itim na silikonPhotodetectorRecord: Panlabas na kahusayan sa dami hanggang sa 132%

Ayon sa mga ulat ng media, ang mga mananaliksik sa Aalto University ay nakabuo ng isang optoelectronic na aparato na may isang panlabas na kahusayan ng dami ng hanggang sa 132%. Ang hindi malamang na gawaing ito ay nakamit sa pamamagitan ng paggamit ng nanostructured black silikon, na maaaring maging isang pangunahing tagumpay para sa mga solar cells at iba paPhotodetectors. Kung ang isang hypothetical photovoltaic na aparato ay may isang panlabas na kahusayan ng dami na 100 porsyento, nangangahulugan ito na ang bawat photon na tumama nito ay gumagawa ng isang elektron, na nakolekta bilang koryente sa pamamagitan ng isang circuit.

At ang bagong aparato na ito ay hindi lamang nakakamit ng 100 porsyento na kahusayan, ngunit higit sa 100 porsyento. Ang 132% ay nangangahulugang isang average ng 1.32 electron bawat photon. Gumagamit ito ng itim na silikon bilang aktibong materyal at may isang cone at columnar nanostructure na maaaring sumipsip ng ilaw ng ultraviolet.

Malinaw na hindi ka maaaring lumikha ng 0.32 dagdag na mga elektron sa labas ng manipis na hangin, pagkatapos ng lahat, sinabi ng pisika na ang enerhiya ay hindi malilikha ng manipis na hangin, kaya saan nanggaling ang mga dagdag na elektron na ito?

Lahat ito ay bumababa sa pangkalahatang prinsipyo ng pagtatrabaho ng mga materyales na photovoltaic. Kapag ang isang photon ng ilaw ng insidente ay tumama sa isang aktibong sangkap, karaniwang silikon, kumatok ito ng isang elektron sa labas ng isa sa mga atomo. Ngunit sa ilang mga kaso, ang isang high-energy photon ay maaaring kumatok ng dalawang elektron nang hindi masira ang anumang mga batas ng pisika.

Walang alinlangan na ang paggamit ng hindi pangkaraniwang bagay na ito ay maaaring maging kapaki -pakinabang sa pagpapabuti ng disenyo ng mga solar cells. Sa maraming mga optoelectronic na materyales, ang kahusayan ay nawala sa maraming mga paraan, kabilang ang kapag ang mga photon ay makikita sa aparato o mga electron na nag -recombine kasama ang mga "butas" na naiwan sa mga atomo bago makolekta ng circuit.

Ngunit sinabi ng koponan ni Aalto na higit na tinanggal nila ang mga hadlang na iyon. Ang itim na silikon ay sumisipsip ng higit pang mga photon kaysa sa iba pang mga materyales, at ang mga tapered at columnar nanostructure ay nagbabawas ng recombination ng elektron sa ibabaw ng materyal.

Sa pangkalahatan, ang mga pagsulong na ito ay nagpapagana sa panlabas na kahusayan ng dami ng aparato upang maabot ang 130%. Ang mga resulta ng koponan ay kahit na nakapag -iisa na napatunayan ng National Metrology Institute ng Alemanya, ang PTB (German Federal Institute of Physics).

Ayon sa mga mananaliksik, ang kahusayan ng rekord na ito ay maaaring mapabuti ang pagganap ng karaniwang anumang photodetector, kabilang ang mga solar cells at iba pang mga light sensor, at ang bagong detektor ay ginagamit nang komersyo.