Μαύρο πυρίτιοφωτοανιχνευτήςΕγγραφή: Εξωτερική κβαντική απόδοση έως 132%
Σύμφωνα με τις εκθέσεις των ΜΜΕ, οι ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Aalto έχουν αναπτύξει μια οπτοηλεκτρονική συσκευή με εξωτερική κβαντική απόδοση έως και 132%. Αυτό το απίθανο κατόρθωμα επιτεύχθηκε με τη χρήση νανοδομημένου μαύρου πυρίτιο, το οποίο θα μπορούσε να είναι μια σημαντική ανακάλυψη για τα ηλιακά κύτταρα και άλλαφωτοανόδυροι. Εάν μια υποθετική φωτοβολταϊκή συσκευή έχει εξωτερική κβαντική απόδοση 100 %, αυτό σημαίνει ότι κάθε φωτόνιο που χτυπά παράγει ένα ηλεκτρόνιο, το οποίο συλλέγεται ως ηλεκτρική ενέργεια μέσω ενός κυκλώματος.
Και αυτή η νέα συσκευή δεν επιτυγχάνει μόνο 100 τοις εκατό απόδοση, αλλά περισσότερο από 100 τοις εκατό. Το 132% σημαίνει κατά μέσο όρο 1,32 ηλεκτρόνια ανά φωτόνιο. Χρησιμοποιεί μαύρο πυρίτιο ως ενεργό υλικό και έχει κώνο και στήλη νανοδομή που μπορεί να απορροφήσει το υπεριώδες φως.
Προφανώς δεν μπορείτε να δημιουργήσετε 0,32 επιπλέον ηλεκτρόνια από λεπτό αέρα, τελικά, η φυσική λέει ότι η ενέργεια δεν μπορεί να δημιουργηθεί από λεπτό αέρα, οπότε από πού προέρχονται αυτά τα επιπλέον ηλεκτρόνια;
Όλα καταλήγουν στη γενική αρχή λειτουργίας των φωτοβολταϊκών υλικών. Όταν ένα φωτόνιο του προσπίπτοντος φωτός χτυπά μια ενεργή ουσία, συνήθως πυρίτιο, χτυπά ένα ηλεκτρόνιο από ένα από τα άτομα. Αλλά σε ορισμένες περιπτώσεις, ένα φωτόνιο υψηλής ενέργειας μπορεί να χτυπήσει δύο ηλεκτρόνια χωρίς να παραβιάσει τους νόμους της φυσικής.
Δεν υπάρχει αμφιβολία ότι η αξιοποίηση αυτού του φαινομένου μπορεί να είναι πολύ χρήσιμη για τη βελτίωση του σχεδιασμού των ηλιακών κυττάρων. Σε πολλά οπτοηλεκτρονικά υλικά, η απόδοση χάνεται με διάφορους τρόπους, συμπεριλαμβανομένων όταν τα φωτόνια αντικατοπτρίζονται από τη συσκευή ή τα ηλεκτρόνια ανασυνδυασμένα με τις "τρύπες" που απομένουν στα άτομα πριν συλλεχθούν από το κύκλωμα.
Αλλά η ομάδα του Aalto λέει ότι έχουν αφαιρέσει σε μεγάλο βαθμό αυτά τα εμπόδια. Το μαύρο πυρίτιο απορροφά περισσότερα φωτόνια από άλλα υλικά και οι κωνικές και στήλες νανοδομές μειώνουν τον ανασυνδυασμό ηλεκτρονίων στην επιφάνεια του υλικού.
Συνολικά, αυτές οι προόδους επέτρεψαν στην εξωτερική κβαντική απόδοση της συσκευής να φτάσει το 130%. Τα αποτελέσματα της ομάδας έχουν ακόμη επαληθευτεί ανεξάρτητα από το Εθνικό Ινστιτούτο Μετρολογίας της Γερμανίας, το PTB (Γερμανικό Ομοσπονδιακό Ινστιτούτο Φυσικής).
Σύμφωνα με τους ερευνητές, αυτή η αποδοτικότητα ρεκόρ θα μπορούσε να βελτιώσει την απόδοση βασικά οποιουδήποτε φωτοανιχνευτή, συμπεριλαμβανομένων των ηλιακών κυττάρων και άλλων αισθητήρων φωτός, και ο νέος ανιχνευτής χρησιμοποιείται ήδη εμπορικά.
Χρόνος δημοσίευσης: Ιουλ-31-2023