Silicon đenmáy dò quangkỷ lục: hiệu suất lượng tử bên ngoài lên tới 132%
Theo các phương tiện truyền thông đưa tin, các nhà nghiên cứu tại Đại học Aalto đã phát triển một thiết bị quang điện tử với hiệu suất lượng tử bên ngoài lên tới 132%. Thành tựu khó tin này đạt được bằng cách sử dụng silicon đen có cấu trúc nano, có thể là một bước đột phá lớn cho pin mặt trời và các loại pin khác.bộ 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.
Thiết bị mới này không chỉ đạt hiệu suất 100% mà còn hơn 100%. 132% nghĩa là trung bình 1,32 electron trên mỗi 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 tia cực tím.
Rõ ràng là bạn không thể tạo ra 0,32 electron thừa từ không khí, xét cho cùng, vật lý cho thấy năng lượng không thể được tạo ra từ không khí, 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 tới va chạm với 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 vi phạm 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 pin mặt trời. Trong nhiều vật liệu quang điện tử, hiệu suất bị mất đi theo nhiều cách, bao gồm cả khi photon bị phản xạ khỏi thiết bị hoặc electron tái hợp với các "lỗ trống" còn sót lại trong nguyên tử trước khi được mạch thu thập.
Nhưng nhóm của Aalto cho biết họ đã phần lớn loại bỏ được những trở ngại đó. Silic đen hấp thụ nhiều photon hơn các vật liệu khác, và các cấu trúc nano hình trụ và thon nhọn làm giảm sự tái 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