Siyah silikonfotodetektörKayıt:% 132'ye kadar harici kuantum verimliliği
Medya raporlarına göre, Aalto Üniversitesi'ndeki araştırmacılar,%132'ye kadar harici kuantum verimliliği olan bir optoelektronik cihaz geliştirdiler. Bu beklenmedik başarı, güneş hücreleri ve diğerleri için büyük bir atılım olabilecek nanoyapılı siyah silikon kullanılarak elde edildi.fotodetektörler. Varsayımsal bir fotovoltaik cihazın yüzde 100 harici bir kuantum verimliliği varsa, bu, ona vuran her fotonun bir devre boyunca elektrik olarak toplanan bir elektron ürettiği anlamına gelir.
Ve bu yeni cihaz sadece yüzde 100 verimlilik değil, aynı zamanda yüzde 100'den fazla. % 132'si foton başına ortalama 1.32 elektron anlamına gelir. Aktif malzeme olarak siyah silikonu kullanır ve ultraviyole ışığı emebilen bir koni ve sütunlu nanoyapıya sahiptir.
Açıkçası ince havadan 0.32 ekstra elektron yaratamazsınız, sonuçta fizik, enerjinin ince havadan yaratılamayacağını söylüyor, bu yüzden bu ekstra elektronlar nereden geliyor?
Her şey fotovoltaik malzemelerin genel çalışma prensibine gelir. Olay ışığının bir fotonu, genellikle silikon olmak üzere aktif bir maddeye çarptığında, atomlardan birinden bir elektronu vurur. Ancak bazı durumlarda, yüksek enerjili bir foton, herhangi bir fizik yasasını çiğnemeden iki elektronu devirebilir.
Hiç şüphe yok ki, bu fenomeni kullanmak güneş hücrelerinin tasarımını iyileştirmede çok yardımcı olabilir. Birçok optoelektronik malzemede, fotonlar cihazdan yansıtıldığında veya elektronlar devre tarafından toplanmadan önce atomlarda kalan “delikler” ile yeniden birleştiğinde de dahil olmak üzere verimlilik çeşitli şekillerde kaybolur.
Ancak Aalto'nun ekibi, bu engelleri büyük ölçüde kaldırdıklarını söylüyor. Siyah silikon, diğer malzemelerden daha fazla foton emer ve konik ve sütunlu nanoyapılar, malzemenin yüzeyinde elektron rekombinasyonunu azaltır.
Genel olarak, bu ilerlemeler cihazın harici kuantum verimliliğinin%130'a ulaşmasını sağlamıştır. Ekibin sonuçları, Almanya Ulusal Metroloji Enstitüsü PTB (Alman Federal Fizik Enstitüsü) tarafından bağımsız olarak doğrulandı.
Araştırmacılara göre, bu kayıt verimliliği temel olarak güneş hücreleri ve diğer ışık sensörleri de dahil olmak üzere herhangi bir fotodetektörün performansını artırabilir ve yeni dedektör zaten ticari olarak kullanılmaktadır.
Gönderme Zamanı: Tem-31-2023