Itim na silikonphotodetectorrecord: panlabas na quantum na kahusayan hanggang sa 132%
Ayon sa mga ulat ng media, ang mga mananaliksik sa Aalto University ay nakabuo ng isang optoelectronic device na may panlabas na quantum efficiency na hanggang 132%.Ang hindi malamang na tagumpay na ito ay nakamit sa pamamagitan ng paggamit ng nanostructured black silicon, na maaaring maging isang malaking tagumpay para sa mga solar cell at iba pangmga photodetector.Kung ang isang hypothetical photovoltaic device ay may panlabas na quantum efficiency na 100 porsiyento, nangangahulugan iyon na ang bawat photon na tumama dito ay gumagawa ng isang electron, na kinokolekta bilang kuryente sa pamamagitan ng isang circuit.
At ang bagong device na ito ay hindi lamang nakakamit ng 100 porsiyentong kahusayan, ngunit higit sa 100 porsiyento.Ang 132% ay nangangahulugang isang average ng 1.32 electron bawat photon.Gumagamit ito ng itim na silikon bilang aktibong materyal at may cone at columnar nanostructure na maaaring sumipsip ng ultraviolet light.
Malinaw na hindi ka makakalikha ng 0.32 dagdag na mga electron mula sa manipis na hangin, pagkatapos ng lahat, ang pisika ay nagsasabi na ang enerhiya ay hindi malikha mula sa manipis na hangin, kaya saan nagmula ang mga sobrang electron na ito?
Ang lahat ay bumaba sa pangkalahatang prinsipyo ng pagtatrabaho ng mga photovoltaic na materyales.Kapag ang isang photon ng liwanag ng insidente ay tumama sa isang aktibong substansiya, kadalasang silikon, natatanggal nito ang isang elektron mula sa isa sa mga atomo.Ngunit sa ilang mga kaso, ang isang high-energy photon ay maaaring magpatumba ng dalawang electron nang hindi nilalabag 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 cell.Sa maraming optoelectronic na materyales, ang kahusayan ay nawawala sa maraming paraan, kabilang ang kapag ang mga photon ay makikita mula sa aparato o ang mga electron ay muling pinagsama sa mga "butas" na natitira sa mga atomo bago kolektahin ng circuit.
Ngunit sinabi ng koponan ni Aalto na naalis na nila ang mga hadlang na iyon.Ang itim na silikon ay sumisipsip ng mas maraming photon kaysa sa iba pang mga materyales, at ang tapered at columnar nanostructures ay nagbabawas ng electron recombination sa ibabaw ng materyal.
Sa pangkalahatan, ang mga pagsulong na ito ay nagbigay-daan sa panlabas na quantum efficiency ng device na umabot sa 130%.Ang mga resulta ng koponan ay independyenteng na-verify ng National Metrology Institute ng Germany, 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 cell at iba pang mga light sensor, at ang bagong detector ay ginagamit na sa komersyo.
Oras ng post: Hul-31-2023