Запіс фотадэтэктара чорнага крэмнію: знешняя квантавая эфектыўнасць да 132%

Чорны крэмнійфотадэтэктарЗапіс: знешняя квантавая эфектыўнасць да 132%

Паводле дадзеных СМІ, даследчыкі універсітэта Аалто распрацавалі оптаэлектронную прыладу з знешняй квантавай эфектыўнасцю да 132%. Гэты малаверагодны подфотадэтэктары. Калі гіпатэтычнае фотаэлектрычнае прылада мае знешнюю квантавую эфектыўнасць 100 адсоткаў, гэта азначае, што кожны фатон, які трапляе ў яго, вырабляе электронны, які збіраецца ў выглядзе электрычнасці праз ланцуг.

І гэта новае прылада не толькі дасягае 100 -працэнтнай эфектыўнасці, але і больш за 100 адсоткаў. 132% азначае ў сярэднім 1,32 электронаў на фатон. Ён выкарыстоўвае чорны крэмній у якасці актыўнага матэрыялу і мае конус і слупавую наноструктуру, якая можа паглынаць ультрафіялетавае святло.

Відавочна, што вы не можаце стварыць 0,32 дадатковых электронаў з паветра, у рэшце рэшт, фізіка кажа, што энергія не можа быць створана з паветра, так што адкуль бяруцца гэтыя дадатковыя электроны?

Усё зводзіцца да агульнага прынцыпу працы фотаэлектрычных матэрыялаў. Калі фатон падаючага святла трапляе ў актыўнае рэчыва, звычайна крэмній, ён выбівае электронны з аднаго з атамаў. Але ў некаторых выпадках высокаэнергетычны фатон можа выбіць два электроны, не парушаючы ніякіх законаў фізікі.

Несумненна, што выкарыстанне гэтай з'явы можа быць вельмі карысным для паляпшэння дызайну сонечных элементаў. У многіх оптаэлектронных матэрыялах эфектыўнасць губляецца некалькімі спосабамі, у тым ліку, калі фатоны адлюстроўваюцца з прылады альбо электроны рэкамбінуюць з "адтулінамі", пакінутымі ў атамах, перш чым збіраць ланцуг.

Але каманда Аалта кажа, што яны ў значнай ступені выдалілі гэтыя перашкоды. Чорны крэмній паглынае больш фатонаў, чым іншыя матэрыялы, а канічныя і слупавыя нанаструктуры памяншаюць рэкамбінацыю электронаў на паверхні матэрыялу.

У цэлым гэтыя дасягненні дазволілі знешняй квантавай эфектыўнасці прылады дасягнуць 130%. Вынікі каманды нават былі незалежна правераны Нацыянальным інстытутам метралогіі Германіі, PTB (нямецкі Федэральны інстытут фізікі).

Па словах даследчыкаў, гэтая эфектыўнасць запісу можа павысіць прадукцыйнасць у асноўным любы фотадэтэктар, уключаючы сонечныя элементы і іншыя датчыкі святла, і новы дэтэктар ужо выкарыстоўваецца ў продажы.