Siyah silikonfotodetektörkayıt: %132'ye kadar harici kuantum verimliliği
Basında çıkan haberlere göre, Aalto Üniversitesi'ndeki araştırmacılar %132'ye varan harici kuantum verimliliğine sahip bir optoelektronik cihaz geliştirdiler.Bu beklenmedik başarı, güneş pilleri ve diğer uygulamalar için büyük bir atılım olabilecek nanoyapılı siyah silikon kullanılarak başarıldı.fotodedektörler.Varsayımsal bir fotovoltaik cihazın harici kuantum verimliliği yüzde 100 ise bu, ona çarpan her fotonun bir devre aracılığıyla elektrik olarak toplanan bir elektron ürettiği anlamına gelir.
Ve bu yeni cihaz yalnızca yüzde 100 verimlilik sağlamakla kalmıyor, aynı zamanda yüzde 100'ün üzerinde bir verimliliğe de ulaşıyor.%132, foton başına ortalama 1,32 elektron anlamına gelir.Aktif madde olarak siyah silikon kullanıyor ve ultraviyole ışığı emebilen koni ve sütunlu bir nano yapıya sahip.
Açıkçası havadan fazladan 0,32 elektron yaratamazsınız, sonuçta fizik, enerjinin havadan yaratılamayacağını söylüyor, peki bu fazladan elektronlar nereden geliyor?
Her şey fotovoltaik malzemelerin genel çalışma prensibine bağlıdır.Gelen ışığın bir fotonu aktif bir maddeye (genellikle silikon) çarptığında, atomlardan birinden bir elektronu koparır.Ancak bazı durumlarda yüksek enerjili bir foton, hiçbir fizik yasasını ihlal etmeden iki elektronu devre dışı bırakabilir.
Hiç şüphe yok ki bu olgudan faydalanmak güneş pillerinin tasarımının geliştirilmesinde çok faydalı olabilir.Pek çok optoelektronik malzemede verimlilik, fotonların cihazdan yansıtılması veya elektronların devre tarafından toplanmadan önce atomlarda kalan "delikler" ile yeniden birleşmesi de dahil olmak üzere çeşitli şekillerde kaybolur.
Ancak Aalto'nun ekibi bu engelleri büyük ölçüde ortadan kaldırdıklarını söylüyor.Siyah silikon diğer malzemelere göre daha fazla foton emer ve konik ve sütunlu nanoyapılar malzemenin yüzeyindeki elektron rekombinasyonunu azaltır.
Genel olarak bu ilerlemeler, cihazın harici kuantum verimliliğinin %130'a ulaşmasını sağladı.Ekibin sonuçları, Almanya'nın ulusal Metroloji Enstitüsü PTB (Alman Federal Fizik Enstitüsü) tarafından bağımsız olarak doğrulandı.
Araştırmacılara göre bu kayıt verimliliği, güneş pilleri ve diğer ışık sensörleri de dahil olmak üzere temelde herhangi bir fotodetektörün performansını artırabilir ve yeni dedektör halihazırda ticari olarak kullanılıyor.
Gönderim zamanı: Temmuz-31-2023