Silicon đenPhotodetectorGhi lại: Hiệu suất lượng tử bên ngoài lên đến 132%
Theo báo cáo truyền thông, các nhà nghiên cứu tại Đại học Aalto đã phát triển một thiết bị quang điện tử với hiệu quả lượng tử bên ngoài lên tới 132%. Chiến công không thể đạt được này đã đạt được bằng cách sử dụng silicon đen cấu trúc nano, có thể là một bước đột phá lớn cho pin mặt trời và các loại khácPhotodetector. Nếu một thiết bị quang điện giả thuyết có hiệu suất lượng tử bên ngoài là 100 phần trăm, điều đó có nghĩa là mỗi photon chạm vào nó tạo ra một electron, được thu thập dưới dạng điện qua mạch.
Và thiết bị mới này không chỉ đạt được hiệu quả 100 phần trăm, mà hơn 100 phần trăm. 132% có 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 cột có thể hấp thụ ánh sáng cực tím.
Rõ ràng bạn không thể tạo thêm 0,32 electron ngoài không khí mỏng, rốt cuộc, vật lý nói rằng năng lượng không thể được tạo ra từ không khí mỏng, vậy những electron bổ sung này đến từ đâu?
Tất cả đều thuộc về nguyên tắc làm việc chung của vật liệu quang điện. Khi một photon của ánh sáng sự cố chạm 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 loại bỏ hai electron mà không phá vỡ bất kỳ định luật vật lý nào.
Không có nghi ngờ rằng 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 quả bị mất theo một số cách, bao gồm cả khi các photon được phản xạ ra khỏi thiết bị hoặc các electron tái tổ hợp với các lỗ hổng còn lại trong các nguyên tử trước khi được thu thập bởi mạch.
Nhưng nhóm của Aalto nói rằng họ đã loại bỏ phần lớn những trở ngại đó. Silicon màu đen hấp thụ nhiều photon hơn các vật liệu khác, và cấu trúc nano thon và cột làm giảm sự tái hợp electron trên bề mặt vật liệu.
Nhìn chung, những tiến bộ này đã cho phép hiệu suất lượng tử bên ngoài của thiết bị đạt 130%. Kết quả của nhóm thậm chí đã được xác minh độc lập bởi Viện đo lường quốc gia của Đức, PTB (Viện Vật lý Liên bang Đức).
Theo các nhà nghiên cứu, hiệu quả kỷ lục này có thể cải thiện hiệu suất của bất kỳ bộ quang điện tử nào, bao gồm pin mặt trời và các cảm biến ánh sáng khác, và máy dò mới đã được sử dụng thương mại.
Thời gian đăng: Jul-31-2023