Po podatkih organizacije fizike je nedavno poročala, da so finski raziskovalci razvili črni silicijev fotodetektor z zunanjo kvantno učinkovitostjo 130%, kar je prvič, da učinkovitost fotovoltaičnih naprav presega teoretično mejo 100%, ki se pričakuje, da bodo modele, uporabljene v mobilnih napravah, pametnih pripomočkov.
Fotodetektor je senzor, ki lahko izmeri svetlobo ali drugo elektromagnetno energijo, pretvori fotone v električni tok, absorbirani fotoni pa tvorijo pare za luknje. Fotodetektor vključuje fotodiod in fototransistor itd. Kvantna učinkovitost se uporablja za določitev odstotka fotonov, ki jih prejme naprava, kot je fotodetektor, v par elektronov, to je, da je kvantna učinkovitost enaka številu fotogeneriranih elektronov, deljenih s številom fotonov.
Ko vpadni foton proizvede elektron do zunanjega vezja, je zunanja kvantna učinkovitost naprave 100% (prej velja za teoretično mejo). V zadnji raziskavi je imel Črni silicijev fotodetektor učinkovitost do 130 odstotkov, kar pomeni, da en vpadni foton proizvede približno 1,3 elektrone.
Po mnenju raziskovalcev univerze Aalto je skrivno orožje, ki stoji za tem velikim prebojem, postopek množenja nosilca naboja, ki se pojavlja v edinstveni nanostrukturi črnega silicijevega fotodetektorja, ki ga sprožijo visokoenergijski fotoni. Prej znanstveniki niso mogli opazovati pojava v resničnih napravah, ker je prisotnost električnih in optičnih izgub zmanjšala število zbranih elektronov. "Naše nanostrukturirane naprave nimajo rekombinacije in izgube odraz, zato lahko zberemo vse pomnožene nosilce nabojev," je pojasnila profesorica študije Hera Severn.
To učinkovitost je preveril Inštitut za fizično tehnologijo nemškega nacionalnega metrološkega društva (PTB), najbolj natančne in zanesljive merilne storitve v Evropi.
Raziskovalci ugotavljajo, da ta zapisnik pomeni, da lahko znanstveniki močno izboljšajo delovanje fotoelektričnih naprav za odkrivanje.
"Naši detektorji so vzbudili veliko zanimanja, zlasti na področju spremljanja biotehnologije in industrijskih procesov," je dejal dr. Mikko Juntuna, izvršni direktor Elfysinca, podjetja v lasti univerze Aalto. Poročalo se je, da so začeli izdelovati takšne detektorje za komercialno uporabo.
Čas objave: julij-11-2023