Rekordo de nigra silicia fotodetektilo: ekstera kvantuma efikeco ĝis 132%

Nigra siliciofotodetektilorekordo: ekstera kvantuma efikeco ĝis 132%

Laŭ amaskomunikilaj raportoj, esploristoj ĉe la Universitato Aalto evoluigis optoelektronikan aparaton kun ekstera kvantuma efikeco ĝis 132%. Ĉi tiu neverŝajna atingo estis atingita per uzado de nanostrukturita nigra silicio, kiu povus esti grava sukceso por sunĉeloj kaj aliaj...fotodetektilojSe hipoteza fotovoltaeca aparato havas eksteran kvantum-efikecon de 100 procentoj, tio signifas, ke ĉiu fotono, kiu trafas ĝin, produktas elektronon, kiu estas kolektita kiel elektro per cirkvito.

Kaj ĉi tiu nova aparato ne nur atingas 100-procentan efikecon, sed pli ol 100 procentojn. 132% signifas averaĝe 1,32 elektronojn por fotono. Ĝi uzas nigran silicion kiel la aktivan materialon kaj havas konusan kaj kolonecan nanostrukturon, kiu povas absorbi ultraviolan lumon.

Evidente oni ne povas krei 0,32 pliajn elektronojn el neniaĵo, finfine fiziko diras, ke energio ne kreeblas el neniaĵo, do de kie venas ĉi tiuj pliaj elektronoj?

Ĉio dependas de la ĝenerala funkcia principo de fotovoltaecaj materialoj. Kiam fotono de la envena lumo trafas aktivan substancon, kutime silicion, ĝi elbatas elektronon el unu el la atomoj. Sed en iuj kazoj, alt-energia fotono povas elbatadi du elektronojn sen rompi iujn ajn leĝojn de fiziko.

Sendube, la utiligo de ĉi tiu fenomeno povas esti tre helpema por plibonigi la dezajnon de sunĉeloj. En multaj optoelektronikaj materialoj, efikeco perdiĝas laŭ diversaj manieroj, inkluzive de kiam fotonoj reflektiĝas de la aparato aŭ elektronoj rekombiniĝas kun la "truoj" lasitaj en la atomoj antaŭ ol esti kolektitaj de 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 elektronrekombinadon sur la surfaco de la materialo.

Entute, ĉi tiuj progresoj ebligis atingi 130% de la ekstera kvantuma efikeco de la aparato. La rezultoj de la teamo eĉ estis sendepende kontrolitaj de la germana nacia Metrologia Instituto, la PTB (Germana Federacia Instituto pri Fiziko).

Laŭ la esploristoj, ĉi tiu rekorda efikeco povus plibonigi la funkciadon de preskaŭ ajna fotodetektilo, inkluzive de sunĉeloj kaj aliaj lumsensiloj, kaj la nova detektilo jam estas uzata komerce.