Silikon iswedPhotodetectorRekord: effiċjenza kwantistika esterna sa 132%
Skond ir-rapporti tal-midja, riċerkaturi fl-Università Aalto żviluppaw apparat optoelettroniku b'effiċjenza kwantistika esterna sa 132%. Din il-proeza improbabbli nkisbet bl-użu ta 'silikon iswed nanostrutturat, li jista' jkun avvanz kbir għaċ-ċelloli solari u oħrajnfotodetetturi- Jekk apparat fotovoltajku ipotetiku għandu effiċjenza kwantistika esterna ta '100 fil-mija, dan ifisser li kull foton li jolqotha jipproduċi elettron, li jinġabar bħala elettriku permezz ta' ċirkwit.
U dan l-apparat il-ġdid mhux biss jilħaq effiċjenza ta '100 fil-mija, iżda aktar minn 100 fil-mija. 132% tfisser medja ta '1.32 elettroni għal kull foton. Juża s-silikon iswed bħala l-materjal attiv u għandu konu u nanostruttura kolonna li tista 'tassorbi dawl ultravjola.
Ovvjament ma tistax toħloq 0.32 elettroni żejda barra mill-arja rqiqa, wara kollox, il-fiżika tgħid li l-enerġija ma tistax tinħoloq barra mill-arja rqiqa, allura minn fejn ġejjin dawn l-elettroni żejda?
Dan kollu jaqa 'għall-prinċipju ġenerali tax-xogħol ta' materjali fotovoltajċi. Meta foton tad-dawl inċidentali jolqot sustanza attiva, ġeneralment silikon, dan iħabbat elettron minn wieħed mill-atomi. Iżda f'xi każijiet, foton ta 'enerġija għolja jista' jħabbat żewġ elettroni mingħajr ma jikser xi liġijiet tal-fiżika.
M'hemmx dubju li l-użu ta 'dan il-fenomenu jista' jkun ta 'għajnuna kbira fit-titjib tad-disinn taċ-ċelloli solari. F’ħafna materjali optoelettroniċi, l-effiċjenza tintilef f’numru ta ’modi, inkluż meta l-fotoni jiġu riflessi mill-apparat jew l-elettroni jerġgħu jimmiraw bit-“ toqob ”li jitħallew fl-atomi qabel ma jinġabru miċ-ċirkwit.
Iżda t-tim ta 'Aalto jgħid li fil-biċċa l-kbira neħħew dawk l-ostakli. Is-silikon iswed jassorbi aktar fotoni minn materjali oħra, u n-nanostrutturi għax-xejn u kolonni jnaqqsu r-rikombinazzjoni tal-elettroni fuq il-wiċċ tal-materjal.
B'mod ġenerali, dawn l-avvanzi ppermettew li l-effiċjenza kwantistika esterna tal-apparat tilħaq 130%. Ir-riżultati tat-tim saħansitra ġew ivverifikati b'mod indipendenti mill-Istitut Nazzjonali tal-Metroloġija tal-Ġermanja, il-PTB (Istitut Federali Ġermaniż tal-Fiżika).
Skond ir-riċerkaturi, din l-effiċjenza rekord tista 'ttejjeb il-prestazzjoni ta' bażikament kwalunkwe fotodetettur, inklużi ċelloli solari u sensuri oħra tad-dawl, u d-ditekter il-ġdid diġà qed jintuża kummerċjalment.
Ħin ta 'wara: 31-2023 ta' Lulju