Silic đenmáy dò ảnhghi lại: hiệu suất lượng tử bên ngoài lên tới 132%
Theo các báo cáo phương tiện truyền thông, các nhà nghiên cứu tại Đại học Aalto đã phát triển một thiết bị quang điện tử có hiệu suất lượng tử bên ngoài lên tới 132%. Thành tựu không tưởng này đạt được bằng cách sử dụng silicon đen có cấu trúc nano, có thể là một bước đột phá lớn đối với pin mặt trời và các loại khácbộ tách sóng quang. Nếu một thiết bị quang điện giả định có hiệu suất lượng tử bên ngoài là 100 phần trăm, điều đó có nghĩa là mỗi photon chiếu vào nó sẽ tạo ra một electron, được thu thập dưới dạng điện thông qua một mạch điện.
Và thiết bị mới này không chỉ đạt hiệu suất 100 phần trăm mà còn hơn 100 phần trăm. 132% có nghĩa là trung bình 1,32 electron trên một photon. Nó sử dụng silicon đen làm vật liệu hoạt động và có cấu trúc nano hình nón và hình cột có thể hấp thụ ánh sáng cực tím.
Rõ ràng là bạn không thể tạo ra 0,32 electron thừa từ hư không, xét cho cùng, vật lý nói rằng năng lượng không thể được tạo ra từ hư không, vậy những electron thừa này đến từ đâu?
Tất cả đều quy về nguyên lý hoạt động chung của vật liệu quang điện. Khi một photon của ánh sáng chiếu vào một chất hoạt động, thường là silicon, nó sẽ đánh bật một electron ra khỏi một trong các nguyên tử. Nhưng trong một số trường hợp, một photon năng lượng cao có thể đánh bật hai electron mà không phá vỡ bất kỳ định luật vật lý nào.
Không còn nghi ngờ gì nữa, việc khai thác hiện tượng này có thể rất hữu ích trong việc cải thiện thiết kế của pin mặt trời. Trong nhiều vật liệu quang điện tử, hiệu suất bị mất theo nhiều cách, bao gồm cả khi các photon bị phản xạ khỏi thiết bị hoặc các electron tái hợp với các "lỗ trống" còn lại trong các nguyên tử trước khi được mạch thu thập.
Nhưng nhóm của Aalto cho biết họ đã loại bỏ phần lớn những trở ngại đó. Silic đen hấp thụ nhiều photon hơn các vật liệu khác và các nanocấu trúc hình trụ và hình nón làm giảm sự kết hợp electron trên bề mặt vật liệu.
Nhìn chung, những tiến bộ này đã giúp hiệu suất lượng tử bên ngoài của thiết bị đạt tới 130%. Kết quả của nhóm nghiên cứu thậm chí còn được Viện Đo lường quốc gia Đức, PTB (Viện Vật lý Liên bang Đức), xác minh độc lập.
Theo các nhà nghiên cứu, hiệu suất kỷ lục này có thể cải thiện hiệu suất của hầu hết mọi bộ tách sóng quang, bao gồm cả pin mặt trời và các cảm biến ánh sáng khác, và bộ tách sóng mới này hiện đã được sử dụng trong thương mại.
Thời gian đăng: 31-07-2023