Silicon đenmáy tách sóng quangkỷ lục: hiệu suất lượng tử bên ngoài lên tới 132%
Theo báo cáo phương tiện truyền thông, 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%.Kỳ tích khó có thể đạt được này nhờ sử dụng silicon đen có cấu trúc nano, đây có thể là bước đột phá lớn cho pin mặt trời và các loại khác.bộ tách sóng quang.Nếu một thiết bị quang điện giả định có hiệu suất lượng tử bên ngoài là 100%, điều đó có nghĩa là mỗi photon chạm vào nó sẽ tạo ra một electron, electron này được thu thập dưới dạng điện thông qua một mạch điện.
Và thiết bị mới này không chỉ đạt hiệu suất 100% mà còn hơn 100%.132% có nghĩa là trung bình có 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 tia cực tím.
Rõ ràng là bạn không thể tạo ra thêm 0,32 electron từ không khí mỏng, xét cho cùng, vật lý học nói rằng năng lượng không thể được tạo ra từ không khí mỏng, vậy những electron dư thừa này đến từ đâu?
Tất cả đều bắt nguồn từ nguyên lý hoạt động chung của vật liệu quang điện.Khi một photon của ánh sáng tới 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 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 theo một số cách, kể cả khi các photon bị phản xạ khỏi thiết bị hoặc các electron tái kết hợp với các “lỗ trống” còn sót lại trong nguyên tử trước khi được mạch điện thu thập.
Nhưng nhóm của Aalto cho biết họ đã loại bỏ được phần lớn những trở ngại đó.Silicon đen hấp thụ nhiều photon hơn các vật liệu khác, đồng thời cấu trúc nano hình nón và hình 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 còn được xác nhận độc lập bởi Viện Đo lường Quốc gia Đức, PTB (Viện Vật lý Liên bang Đức).
Theo các nhà nghiên cứu, hiệu suất kỷ lục này về cơ bản có thể cải thiện hiệu suất của bất kỳ bộ tách sóng quang nào, bao gồm pin mặt trời và các cảm biến ánh sáng khác, và máy dò mới này hiện đã được sử dụng thương mại.
Thời gian đăng: 31-07-2023