შავი სილიკონიფოტოდეტექტორიჩანაწერი: გარე კვანტური ეფექტურობა 132% -მდე
მედიის ცნობით, AALTO University- ის მკვლევარებმა შეიმუშავეს ოპტოელექტრონული მოწყობილობა, რომელსაც აქვს გარე კვანტური ეფექტურობა 132%-მდე. ეს ნაკლებად სავარაუდოა, რომ მიღწეული იქნა ნანოსტრუქტურული შავი სილიკონის გამოყენებით, რაც შეიძლება მნიშვნელოვანი მიღწევა იყოს მზის უჯრედებისთვის და სხვაფოტოდეექტორები. თუ ჰიპოთეტური ფოტომოლტარული მოწყობილობას აქვს გარე კვანტური ეფექტურობა 100 პროცენტით, ეს ნიშნავს, რომ ყველა ფოტონი, რომელიც მას ჰგავს, აწარმოებს ელექტრონს, რომელიც შეგროვებულია როგორც ელექტროენერგია მიკროსქემის საშუალებით.
და ეს ახალი მოწყობილობა არა მხოლოდ 100 პროცენტიან ეფექტურობას აღწევს, არამედ 100 პროცენტზე მეტს. 132% ნიშნავს საშუალოდ 1.32 ელექტრონს თითო ფოტონისთვის. იგი იყენებს შავ სილიკონს, როგორც აქტიურ მასალას და აქვს კონუსური და სვეტური ნანოსტრუქტურა, რომელსაც შეუძლია შთანთქოს ულტრაიისფერი შუქი.
აშკარაა, რომ თქვენ ვერ შექმნით 0.32 დამატებით ელექტრონს თხელი ჰაერიდან, ბოლოს და ბოლოს, ფიზიკის თქმით, ენერგია არ შეიძლება შეიქმნას თხელი ჰაერიდან, ასე რომ, საიდან მოდის ეს დამატებითი ელექტრონები?
ეს ყველაფერი ეხება ფოტომოლტარული მასალების ზოგად სამუშაო პრინციპს. როდესაც ინციდენტის შუქმა მოიტანა აქტიური ნივთიერება, ჩვეულებრივ, სილიკონი, ის ელექტრონს დაარტყამს ერთ ატომს. ზოგიერთ შემთხვევაში, მაღალი ენერგიის ფოტონს შეუძლია დაარტყა ორი ელექტრონი ფიზიკის კანონის დარღვევის გარეშე.
ეჭვგარეშეა, რომ ამ ფენომენის გამოყენება შეიძლება ძალიან სასარგებლო იყოს მზის უჯრედების დიზაინის გაუმჯობესებაში. მრავალ ოპტოელექტრონულ მასალში, ეფექტურობა იკარგება მრავალი გზით, მათ შორის, როდესაც ფოტონები აისახება მოწყობილობისგან ან ელექტრონები, რომლებიც recombine ატარებენ ატომებში დარჩენილ "ხვრელებს", სანამ შეგროვდება წრე.
მაგრამ აალტოს გუნდი ამბობს, რომ მათ დიდწილად ამოიღეს ეს დაბრკოლებები. შავი სილიკონი უფრო მეტ ფოტონს შთანთქავს, ვიდრე სხვა მასალები, ხოლო დატვირთული და სვეტური ნანოსტრუქტურები ამცირებს ელექტრონულ რეკუმინაციას მასალის ზედაპირზე.
საერთო ჯამში, ამ მიღწევებმა საშუალება მისცა მოწყობილობის გარე კვანტურ ეფექტურობას მიაღწიოს 130%-ს. გუნდის შედეგები დამოუკიდებლად დამოწმებულია გერმანიის ეროვნული მეტროლოგიის ინსტიტუტის, PTB (გერმანიის ფიზიკის ფედერალური ინსტიტუტი) მიერ.
მკვლევარების თქმით, ამ ჩანაწერის ეფექტურობამ შეიძლება გააუმჯობესოს ძირითადად ნებისმიერი ფოტოდეტორის მოქმედება, მათ შორის მზის უჯრედები და სხვა მსუბუქი სენსორები, ხოლო ახალი დეტექტორი უკვე კომერციულად გამოიყენება.
პოსტის დრო: ივლისი -31-2023