Nigra SilicioFotodetektiloRekordo: ekstera kvantuma efikeco ĝis 132%
Laŭ amaskomunikilaj raportoj, esploristoj de Universitato Aalto disvolvis optoelektronikan aparaton kun ekstera kvantuma efikeco de ĝis 132%. Ĉi tiu neprobabla heroaĵo estis atingita per uzado de nanostrukturita nigra silicio, kiu povus esti grava antaŭeniro por sunaj ĉeloj kaj aliajfotodetektiloj. Se hipoteza fotovoltaika aparato havas eksteran kvantan 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 procentojn. 132% signifas mezumon de 1,32 elektronoj per fotono. Ĝi uzas nigran silikon kiel la aktivan materialon kaj havas konuson kaj kolumnan nanostrukturon, kiu povas sorbi ultraviolan lumon.
Evidente vi ne povas krei 0,32 kromajn elektronojn el maldika aero, post ĉio, fiziko diras, ke energio ne povas esti kreita el maldika aero, do de kie venas ĉi tiuj kromaj elektronoj?
Ĉio venas al la ĝenerala laboranta principo de fotovoltaaj materialoj. Kiam fotono de la incidenta lumo trafas aktivan substancon, kutime silicio, ĝi frapas elektronon el unu el la atomoj. Sed en iuj kazoj, alt-energia fotono povas frapi du elektronojn sen rompi iujn ajn leĝojn de fiziko.
Estas nenia dubo, ke utiligi ĉi tiun fenomenon povas esti tre helpema por plibonigi la dezajnon de sunaj ĉeloj. En multaj optoelektronikaj materialoj, efikeco perdiĝas laŭ multaj manieroj, inkluzive kiam fotonoj estas reflektitaj de la aparato aŭ elektronoj rekombini kun la "truoj" lasitaj en la atomoj antaŭ esti kolektitaj de la cirkvito.
Sed la teamo de Aalto diras, ke ili plejparte forigis tiujn obstaklojn. Nigra silicio sorbas pli da fotonoj ol aliaj materialoj, kaj la tonditaj kaj kolumnaj nanostrukturoj reduktas elektronan rekombiniĝon sur la surfaco de la materialo.
Entute ĉi tiuj progresoj ebligis la eksteran kvantan 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 pri Fiziko).
Laŭ la esploristoj, ĉi tiu rekorda efikeco povus plibonigi la agadon de esence iu ajn fotodetektilo, inkluzive de sunaj ĉeloj kaj aliaj lumaj sensiloj, kaj la nova detektilo jam estas uzata komerce.
Afiŝotempo: jul-31-2023