Чорны крамянёвы фотадэтэктар: знешняя квантавая эфектыўнасць да 132%

Чорны крэмнійфотадэтэктаррэкорд: знешняя квантавая эфектыўнасць да 132%

Па паведамленнях СМІ, даследчыкі з Універсітэта Аалто распрацавалі оптаэлектронны прыбор са знешнім квантавым ККД да 132%.Гэты малаверагодны подзвіг быў дасягнуты шляхам выкарыстання нанаструктураванага чорнага крэмнію, які можа стаць вялікім прарывам для сонечных батарэй і іншыхфотадэтэктары.Калі гіпатэтычная фотаэлектрычная прылада мае знешнюю квантавую эфектыўнасць 100 працэнтаў, гэта азначае, што кожны фатон, які трапляе ў яе, стварае электрон, які збіраецца ў выглядзе электрычнасці праз ланцуг.

І гэтая новая прылада дасягае не толькі 100-працэнтнай эфектыўнасці, але больш чым 100-працэнтнай.132% азначае ў сярэднім 1,32 электрона на фатон.Ён выкарыстоўвае чорны крэмній у якасці актыўнага матэрыялу і мае конус і столбчатую нанаструктуру, якая можа паглынаць ультрафіялетавае святло.

Відавочна, што вы не можаце стварыць 0,32 лішніх электрона з паветра, у рэшце рэшт, фізіка кажа, што энергію нельга стварыць з паветра, дык адкуль бяруцца гэтыя дадатковыя электроны?

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

Без сумневу, выкарыстанне гэтай з'явы можа быць вельмі карысным для паляпшэння канструкцыі сонечных батарэй.У многіх оптаэлектронных матэрыялах эфектыўнасць страчваецца рознымі спосабамі, у тым ліку калі фатоны адлюстроўваюцца ад прылады або калі электроны рэкамбінуюцца з «дзіркамі», якія засталіся ў атамах, перш чым яны збіраюцца схемай.

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

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

На думку даследчыкаў, гэтая рэкордная эфектыўнасць можа палепшыць прадукцыйнасць практычна любога фотадэтэктара, у тым ліку сонечных батарэй і іншых датчыкаў святла, і новы дэтэктар ужо камерцыйна выкарыстоўваецца.