silikon iswedfotoditekterrekord: effiċjenza kwantistika esterna sa 132%
Skont rapporti fil-midja, riċerkaturi fl-Università ta' Aalto żviluppaw apparat optoelettroniku b'effiċjenza kwantistika esterna sa 132%. Din il-kisba improbabbli nkisbet bl-użu ta' silikon iswed nanostrutturat, li jista' jkun avvanz kbir għaċ-ċelloli solari u oħrajn.fotodetetturiJekk apparat fotovoltajku ipotetiku għandu effiċjenza kwantistika esterna ta' 100 fil-mija, dan ifisser li kull foton li jolqot jipproduċi elettron, li jinġabar bħala elettriku permezz ta' ċirkwit.
U dan l-apparat ġdid mhux biss jikseb effiċjenza ta' 100 fil-mija, iżda aktar minn 100 fil-mija. 132% tfisser medja ta' 1.32 elettron għal kull foton. Juża silikon iswed bħala l-materjal attiv u għandu nanostruttura konika u kolonnari li tista' tassorbi d-dawl ultravjola.
Ovvjament ma tistax toħloq 0.32 elettroni żejda mill-arja rqiqa, wara kollox, il-fiżika tgħid li l-enerġija ma tistax tinħoloq mill-arja rqiqa, allura minn fejn jiġu dawn l-elettroni żejda?
Kollox jiddependi fuq il-prinċipju ġenerali ta' ħidma tal-materjali fotovoltajċi. Meta foton tad-dawl inċidentali jolqot sustanza attiva, ġeneralment silikon, dan ineħħi elettron minn wieħed mill-atomi. Iżda f'xi każijiet, foton ta' enerġija għolja jista' jneħħi żewġ elettroni mingħajr ma jikser xi liġijiet tal-fiżika.
Bla dubju li l-isfruttament ta’ dan il-fenomenu jista’ jkun ta’ għajnuna kbira fit-titjib tad-disinn taċ-ċelloli solari. F’ħafna materjali optoelettroniċi, l-effiċjenza tintilef b’numru ta’ modi, inkluż meta l-fotoni jiġu riflessi mill-apparat jew l-elettroni jerġgħu jingħaqdu mat-“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 koniċi u kolonnari 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 il-130%. Ir-riżultati tat-tim ġew saħansitra vverifikati b'mod indipendenti mill-Istitut nazzjonali tal-Metroloġija tal-Ġermanja, il-PTB (l-Istitut Federali Ġermaniż tal-Fiżika).
Skont ir-riċerkaturi, din l-effiċjenza rekord tista' ttejjeb il-prestazzjoni ta' bażikament kwalunkwe fotoditekter, inklużi ċelloli solari u sensuri oħra tad-dawl, u d-ditekter il-ġdid diġà qed jintuża kummerċjalment.
Ħin tal-posta: 31 ta' Lulju 2023