Rekod photodetector silikon hitam: Kecekapan kuantum luaran sehingga 132%

Silikon hitamPhotodetectorRekod: Kecekapan kuantum luaran sehingga 132%

Menurut laporan media, penyelidik di Aalto University telah membangunkan peranti optoelektronik dengan kecekapan kuantum luaran sehingga 132%. Ini tidak mungkin dicapai dengan menggunakan silikon hitam nanostructured, yang boleh menjadi kejayaan besar bagi sel solar dan lain -lainPhotodetectors. Sekiranya peranti fotovoltaik hipotetikal mempunyai kecekapan kuantum luaran sebanyak 100 peratus, ini bermakna setiap foton yang mencecah ia menghasilkan elektron, yang dikumpulkan sebagai elektrik melalui litar.

Dan peranti baru ini bukan sahaja mencapai kecekapan 100 peratus, tetapi lebih daripada 100 peratus. 132% bermaksud purata 1.32 elektron setiap foton. Ia menggunakan silikon hitam sebagai bahan aktif dan mempunyai struktur nano dan kolumnar yang dapat menyerap cahaya ultraviolet.

Jelas sekali anda tidak boleh membuat 0.32 elektron tambahan dari udara tipis, selepas semua, fizik mengatakan bahawa tenaga tidak boleh dibuat dari udara tipis, jadi di manakah elektron tambahan ini datang?

Semuanya datang ke prinsip kerja umum bahan fotovoltaik. Apabila foton lampu insiden mencecah bahan aktif, biasanya silikon, ia mengetuk elektron dari salah satu atom. Tetapi dalam beberapa kes, foton tenaga tinggi boleh mengetuk dua elektron tanpa melanggar undang-undang fizik.

Tidak ada keraguan bahawa memanfaatkan fenomena ini boleh sangat membantu dalam meningkatkan reka bentuk sel solar. Dalam banyak bahan optoelektronik, kecekapan hilang dalam beberapa cara, termasuk apabila foton dicerminkan dari peranti atau elektron rekombin dengan "lubang" yang tersisa di atom sebelum dikumpulkan oleh litar.

Tetapi pasukan Aalto mengatakan mereka telah sebahagian besarnya menghapuskan halangan tersebut. Silikon hitam menyerap lebih banyak foton daripada bahan lain, dan struktur nano tirus dan kolumnar mengurangkan rekombinasi elektron pada permukaan bahan.

Secara keseluruhannya, kemajuan ini telah membolehkan kecekapan kuantum luaran peranti mencapai 130%. Keputusan pasukan itu bahkan telah disahkan secara bebas oleh Institut Metrologi Kebangsaan Jerman, PTB (Institut Fizik Persekutuan Jerman).

Menurut para penyelidik, kecekapan rekod ini dapat meningkatkan prestasi pada dasarnya mana -mana photodetector, termasuk sel solar dan sensor cahaya lain, dan pengesan baru sudah digunakan secara komersil.