Itim na silikonphotodetectorrekord: panlabas na kahusayan sa kabuuan hanggang 132%
Ayon sa mga ulat ng media, ang mga mananaliksik sa Aalto University ay nakabuo ng isang optoelectronic device na may external quantum efficiency na hanggang 132%. Ang hindi inaasahang gawaing ito ay nakamit sa pamamagitan ng paggamit ng nanostructured black silicon, na maaaring maging isang malaking tagumpay para sa mga solar cell at iba pang mga teknolohiya.mga photodetectorKung ang isang hipotetikal na photovoltaic device ay may external quantum efficiency na 100 porsyento, nangangahulugan ito na ang bawat photon na tumatama dito ay nagbubunga ng isang electron, na kinokolekta bilang kuryente sa pamamagitan ng isang circuit.
At ang bagong aparatong ito ay hindi lamang nakakamit ng 100 porsyentong kahusayan, kundi mahigit pa sa 100 porsyento. Ang 132% ay nangangahulugang isang average na 1.32 electron bawat photon. Gumagamit ito ng itim na silicon bilang aktibong materyal at may cone at columnar nanostructure na kayang sumipsip ng ultraviolet light.
Malinaw na hindi ka makakalikha ng 0.32 dagdag na electron mula sa hangin, tutal, sinasabi ng pisika na ang enerhiya ay hindi malilikha mula sa hangin, kaya saan nanggagaling ang mga dagdag na electron na ito?
Ang lahat ay bumababa sa pangkalahatang prinsipyo ng paggana ng mga materyales na photovoltaic. Kapag ang isang photon ng sinag ng liwanag ay tumama sa isang aktibong sangkap, kadalasang silicon, natatanggal nito ang isang elektron mula sa isa sa mga atomo. Ngunit sa ilang mga kaso, ang isang high-energy photon ay maaaring magtanggal ng dalawang elektron nang hindi nilalabag ang anumang batas ng pisika.
Walang duda na ang paggamit ng penomenong ito ay maaaring maging lubhang kapaki-pakinabang sa pagpapabuti ng disenyo ng mga solar cell. Sa maraming optoelectronic na materyales, ang kahusayan ay nawawala sa iba't ibang paraan, kabilang ang kapag ang mga photon ay naaaninag mula sa aparato o ang mga electron ay muling nagsasama-sama sa mga "butas" na naiwan sa mga atomo bago ito kolektahin ng circuit.
Ngunit sinasabi ng pangkat ni Aalto na halos naalis na nila ang mga balakid na iyon. Ang itim na silicon ay sumisipsip ng mas maraming photon kaysa sa iba pang mga materyales, at ang tapered at columnar nanostructures ay nagbabawas sa electron recombination sa ibabaw ng materyal.
Sa pangkalahatan, ang mga pagsulong na ito ay nagbigay-daan sa external quantum efficiency ng aparato na umabot sa 130%. Ang mga resulta ng pangkat ay nakapag-verify pa nga nang nakapag-iisa ng pambansang Metrology Institute ng Alemanya, ang PTB (German Federal Institute of Physics).
Ayon sa mga mananaliksik, ang kahusayan sa pagrekord na ito ay maaaring mapabuti ang pagganap ng halos anumang photodetector, kabilang ang mga solar cell at iba pang light sensor, at ang bagong detektor ay ginagamit na sa komersyo.
Oras ng pag-post: Hulyo 31, 2023