Черный кремнийфотоприемникЗапись: внешняя квантовая эффективность до 132%
Согласно сообщениям в СМИ, исследователи из Университета Аалто разработали оптоэлектронное устройство с внешней квантовой эффективностью до 132%. Этот маловероятный подвиг был достигнут с использованием наноструктурированного черного кремния, который может стать основным прорывом для солнечных элементов и другихФотографииПолем Если гипотетическое фотоэлектрическое устройство имеет внешнюю квантовую эффективность 100 процентов, это означает, что каждый фотон, который попадает в него, производит электрон, который собирается как электричество через цепь.
И это новое устройство не только достигает 100 -процентной эффективности, но и более 100 процентов. 132% означает в среднем 1,32 электрона на фотон. Он использует черный кремний в качестве активного материала и имеет конусную и столбчатую наноструктуру, которая может поглощать ультрафиолетовый свет.
Очевидно, что вы не можете создать 0,32 дополнительных электронов из воздуха, в конце концов, физика говорит, что энергия не может быть создана из воздуха, так откуда берутся эти дополнительные электроны?
Все сводится к общему принципу работы фотоэлектрических материалов. Когда фотон падающего света достигает активного вещества, обычно кремний, он выбивает электрон из одного из атомов. Но в некоторых случаях высокоэнергетический фотон может выбить два электрона, не нарушая никаких законов физики.
Нет сомнений в том, что использование этого явления может быть очень полезно для улучшения дизайна солнечных элементов. Во многих оптоэлектронных материалах эффективность теряется несколькими способами, в том числе, когда фотоны отражаются от устройства или рекомбинирования электронов с «отверстиями», оставленными в атомах, прежде чем собирать цепью.
Но команда Аалто говорит, что они в значительной степени удалили эти препятствия. Черный кремний поглощает больше фотонов, чем другие материалы, а конические и столбчатые наноструктуры уменьшают электронную рекомбинацию на поверхности материала.
В целом, эти достижения позволили внешней квантовой эффективности устройства достичь 130%. Результаты команды даже были самостоятельно проверены Национальным институтом метрологии Германии, PTB (Германский федеральный институт физики).
По мнению исследователей, эта эффективность записи может повысить производительность в основном любого фотоприемника, включая солнечные элементы и другие датчики света, и новый детектор уже используется в коммерческих целях.
Время сообщения: июль-31-2023