Черен силицийФототекторЗапис: Външна квантова ефективност до 132%
Според съобщения в медиите изследователите от университета в Аалто са разработили оптоелектронно устройство с външна квантова ефективност до 132%. Този малко вероятно подвиг е постигнат чрез използване на наноструктуриран черен силиций, който може да бъде основен пробив за слънчевите клетки и другиФототектори. Ако хипотетичното фотоволтаично устройство има външна квантова ефективност 100 процента, това означава, че всеки фотон, който удря, произвежда електрон, който се събира като електричество чрез верига.
И това ново устройство не само постига 100 -процентова ефективност, но повече от 100 процента. 132% означава средно 1,32 електрона на фотон. Той използва черен силиций като активен материал и има конус и колонарна наноструктура, която може да абсорбира ултравиолетова светлина.
Очевидно не можете да създадете 0,32 допълнителни електрона от тънък въздух, в края на краищата физиката казва, че енергията не може да бъде създадена от тънък въздух, така че откъде идват тези допълнителни електрони?
Всичко се свежда до общия принцип на работа на фотоволтаичните материали. Когато фотон на падащата светлина удари активно вещество, обикновено силиций, той избива електрон от един от атомите. Но в някои случаи високоенергийният фотон може да нокаутира два електрона, без да нарушава законите на физиката.
Няма съмнение, че използването на това явление може да бъде много полезно за подобряване на дизайна на слънчевите клетки. В много оптоелектронни материали ефективността се губи по много начини, включително когато фотоните се отразяват от устройството или електроните рекомбинират с „дупките“, оставени в атомите, преди да бъдат събрани от веригата.
Но екипът на Аалто казва, че до голяма степен са премахнали тези препятствия. Черният силиций абсорбира повече фотони от другите материали, а заострените и колоничните наноструктури намаляват електронната рекомбинация на повърхността на материала.
Като цяло тези постижения позволиха външната квантова ефективност на устройството да достигне 130%. Резултатите на екипа дори са били проверени независимо от Националния метрологичен институт на Германия, PTB (Германски Федерален институт по физика).
Според изследователите, тази ефективност на записа може да подобри работата на всеки фотодетектор, включително слънчеви клетки и други светлинни сензори, а новият детектор вече се използва в търговската мрежа.
Време за публикация: 31-2023 юли