Nigra siliciofotodetektilorekordo: ekstera kvantuma efikeco ĝis 132%
Laŭ amaskomunikiloj, esploristoj de Aalto University evoluigis optoelektronikan aparaton kun ekstera kvantuma efikeco de ĝis 132%. Ĉi tiu neverŝajna atingo estis atingita uzante nanostrukturitan nigran silicion, kiu povus esti grava sukceso por sunĉeloj kaj aliaj.fotodetektiloj. Se hipoteza fotovoltaa aparato havas eksteran kvantuman efikecon de 100 procentoj, tio signifas, ke ĉiu fotono kiu trafas ĝin produktas elektronon, kiu estas kolektita kiel elektro tra cirkvito.
Kaj ĉi tiu nova aparato ne nur atingas 100-procentan efikecon, sed pli ol 100-procenton. 132% signifas mezumon de 1,32 elektronoj per fotono. Ĝi uzas nigran silicion kiel aktivan materialon kaj havas konuson kaj kolonan nanostrukturon, kiuj povas sorbi ultraviola lumon.
Evidente oni ne povas krei 0,32 kromajn elektronojn el maldika aero, ja la fiziko diras, ke energio ne povas esti kreita el maldika aero, do de kie venas ĉi tiuj ekstraj elektronoj?
Ĉio dependas de la ĝenerala funkcia principo de fotovoltaikaj materialoj. Kiam fotono de la incidenta lumo trafas aktivan substancon, kutime silicion, ĝi elfrapas elektronon el unu el la atomoj. Sed en iuj kazoj, alt-energia fotono povas bati du elektronojn sen malobei iujn ajn leĝojn de fiziko.
Ne estas dubo, ke utiligi ĉi tiun fenomenon povas esti tre helpema por plibonigi la dezajnon de sunaj ĉeloj. En multaj optoelektronikaj materialoj, efikeco estas perdita laŭ kelkaj manieroj, inkluzive de kiam fotonoj estas reflektitaj de la aparato aŭ elektronoj rekombinas kun la "truoj" forlasitaj en la atomoj antaŭ esti kolektitaj per la cirkvito.
Sed la teamo de Aalto diras, ke ili plejparte forigis tiujn obstaklojn. Nigra silicio absorbas pli da fotonoj ol aliaj materialoj, kaj la pintigitaj kaj kolonecaj nanostrukturoj reduktas elektronrekombinigon sur la surfaco de la materialo.
Ĝenerale, ĉi tiuj progresoj ebligis la eksteran kvantuman efikecon de la aparato atingi 130%. La rezultoj de la teamo eĉ estis sendepende kontrolitaj de la nacia Metrologia Instituto de Germanio, la PTB (Germana Federacia Instituto de Fiziko).
Laŭ la esploristoj, ĉi tiu rekorda efikeco povus plibonigi la agadon de esence ajna fotodetektilo, inkluzive de sunĉeloj kaj aliaj lumsensiloj, kaj la nova detektilo jam estas uzata komerce.
Afiŝtempo: Jul-31-2023