Menurut rangkaian organisasi ahli fizik baru-baru ini melaporkan bahawa penyelidik Finland telah membangunkan pengesan foto silikon hitam dengan kecekapan kuantum luaran sebanyak 130%, yang merupakan kali pertama kecekapan peranti fotovoltaik melebihi had teori 100%, yang dijangka sangat besar. meningkatkan kecekapan peranti pengesanan fotoelektrik, dan peranti ini digunakan secara meluas dalam kereta, telefon bimbit, jam tangan pintar dan peralatan perubatan.
Pengesan foto ialah sensor yang boleh mengukur cahaya atau tenaga elektromagnet lain, menukar foton menjadi arus elektrik, dan foton yang diserap membentuk pasangan lubang elektron. Pengesan foto termasuk fotodiod dan fototransistor, dsb. Kecekapan kuantum digunakan untuk menentukan peratusan foton yang diterima oleh peranti seperti pengesan foto ke dalam pasangan lubang elektron, iaitu kecekapan kuantum adalah sama dengan bilangan elektron terjana foto dibahagikan dengan bilangan foton kejadian.
Apabila foton kejadian menghasilkan elektron ke litar luaran, kecekapan kuantum luaran peranti adalah 100% (sebelum ini dianggap sebagai had teori). Dalam kajian terbaru, pengesan foto silikon hitam mempunyai kecekapan sehingga 130 peratus, yang bermaksud bahawa satu foton kejadian menghasilkan kira-kira 1.3 elektron.
Menurut penyelidik Universiti Aalto, senjata rahsia di sebalik kejayaan besar ini ialah proses pendaraban pembawa caj yang berlaku dalam struktur nano unik pengesan foto silikon hitam, yang dicetuskan oleh foton bertenaga tinggi. Sebelum ini, saintis tidak dapat memerhati fenomena itu dalam peranti sebenar kerana kehadiran kehilangan elektrik dan optik mengurangkan bilangan elektron yang dikumpul. "Peranti berstruktur nano kami tidak mempunyai penggabungan semula dan tiada kehilangan pantulan, jadi kami boleh mengumpul semua pembawa caj berganda," jelas ketua kajian Profesor Hera Severn.
Kecekapan ini telah disahkan oleh Institut Teknologi Fizikal Persatuan Metrologi Kebangsaan Jerman (PTB), perkhidmatan pengukuran yang paling tepat dan boleh dipercayai di Eropah.
Para penyelidik mendapati bahawa kecekapan rekod ini bermakna bahawa saintis boleh meningkatkan prestasi peranti pengesan fotoelektrik dengan banyak.
"Pengesan kami telah menjana banyak minat, terutamanya dalam bidang bioteknologi dan pemantauan proses industri," kata Dr. Mikko Juntuna, Ketua Pegawai Eksekutif ElfysInc, sebuah syarikat yang dimiliki oleh Universiti Aalto. Dilaporkan bahawa mereka telah mula mengeluarkan pengesan sedemikian untuk kegunaan komersial.
Masa siaran: Jul-11-2023