Silikon hitampengesan fotorekod: kecekapan kuantum luaran sehingga 132%
Menurut laporan media, penyelidik di Universiti Aalto telah membangunkan peranti optoelektronik dengan kecekapan kuantum luaran sehingga 132%. Pencapaian yang tidak mungkin ini dicapai dengan menggunakan silikon hitam berstruktur nano, yang boleh menjadi satu kejayaan besar untuk sel solar dan lain-lain.pengesan foto. Jika peranti fotovoltaik hipotesis mempunyai kecekapan kuantum luaran sebanyak 100 peratus, ini bermakna setiap foton yang mengenainya menghasilkan elektron, yang dikumpulkan sebagai elektrik melalui litar.
Dan peranti baharu ini bukan sahaja mencapai kecekapan 100 peratus, tetapi lebih daripada 100 peratus. 132% bermakna purata 1.32 elektron setiap foton. Ia menggunakan silikon hitam sebagai bahan aktif dan mempunyai struktur nano kon dan kolumnar yang boleh menyerap cahaya ultraungu.
Jelas sekali anda tidak boleh mencipta 0.32 elektron tambahan daripada udara nipis, lagipun, fizik mengatakan bahawa tenaga tidak boleh dicipta daripada udara nipis, jadi dari manakah elektron tambahan ini datang?
Semuanya datang kepada prinsip kerja am bahan fotovoltaik. Apabila foton cahaya kejadian terkena bahan aktif, biasanya silikon, ia mengetuk elektron daripada salah satu atom. Tetapi dalam beberapa kes, foton bertenaga tinggi boleh mengetuk dua elektron tanpa melanggar sebarang undang-undang fizik.
Tidak syak lagi bahawa memanfaatkan fenomena ini boleh sangat membantu dalam meningkatkan reka bentuk sel suria. Dalam kebanyakan bahan optoelektronik, kecekapan hilang dalam beberapa cara, termasuk apabila foton dipantulkan dari peranti atau elektron bergabung semula dengan "lubang" yang ditinggalkan dalam atom sebelum dikumpulkan oleh litar.
Tetapi pasukan Aalto mengatakan bahawa mereka telah banyak menghilangkan halangan tersebut. Silikon hitam menyerap lebih banyak foton daripada bahan lain, dan struktur nano tirus dan kolumnar mengurangkan penggabungan semula elektron pada permukaan bahan.
Secara keseluruhannya, kemajuan ini telah membolehkan kecekapan kuantum luaran peranti mencapai 130%. Keputusan pasukan itu malah telah disahkan secara bebas oleh Institut Metrologi kebangsaan Jerman, PTB (Institut Fizik Persekutuan Jerman).
Menurut penyelidik, kecekapan rekod ini boleh meningkatkan prestasi pada dasarnya mana-mana pengesan foto, termasuk sel suria dan penderia cahaya lain, dan pengesan baharu sudah digunakan secara komersil.
Masa siaran: Jul-31-2023