Qara silikonfotodetektorqeyd: xarici kvant səmərəliliyi 132%-ə qədər
Mediada yer alan xəbərlərə görə, Aalto Universitetinin tədqiqatçıları 132%-ə qədər xarici kvant səmərəliliyinə malik optoelektron cihaz hazırlayıblar. Bu gözlənilməz nailiyyət günəş batareyaları və digər enerji mənbələri üçün böyük bir irəliləyiş ola biləcək nanostrukturlu qara silikondan istifadə etməklə əldə edilib.fotodetektorlarƏgər hipotetik fotovoltaik cihazın xarici kvant səmərəliliyi 100 faizdirsə, bu o deməkdir ki, ona dəyən hər foton bir elektron istehsal edir və bu elektron dövrə vasitəsilə elektrik enerjisi kimi toplanır.
Və bu yeni cihaz təkcə 100 faiz səmərəlilik deyil, həm də 100 faizdən çox səmərəlilik əldə edir. 132%, foton başına orta hesabla 1,32 elektron deməkdir. Aktiv material kimi qara silikondan istifadə edir və ultrabənövşəyi işığı uda bilən konus və sütunlu nanostruktura malikdir.
Aydındır ki, nazik havadan 0,32 əlavə elektron yarada bilməzsiniz, axı fizika deyir ki, nazik havadan enerji yarana bilməz, bəs bu əlavə elektronlar haradan gəlir?
Hər şey fotovoltaik materialların ümumi iş prinsipinə bağlıdır. Düşən işığın fotonu aktiv maddəyə, adətən silikona dəydikdə, atomlardan birindən elektronu çıxarır. Lakin bəzi hallarda yüksək enerjili foton heç bir fizika qanununu pozmadan iki elektronu çıxara bilər.
Şübhəsiz ki, bu fenomendən istifadə günəş batareyalarının dizaynının təkmilləşdirilməsində çox faydalı ola bilər. Bir çox optoelektronik materiallarda səmərəlilik bir sıra yollarla itirilir, o cümlədən fotonlar cihazdan əks olunduqda və ya elektronlar dövrə tərəfindən toplanmadan əvvəl atomlarda qalan "dəliklərlə" yenidən birləşdikdə.
Lakin Aalto komandası bu maneələri əsasən aradan qaldırdıqlarını bildirir. Qara silikon digər materiallara nisbətən daha çox fotonu udur və konusvari və sütunlu nanostrukturlar materialın səthində elektron rekombinasiyasını azaldır.
Ümumilikdə, bu irəliləyişlər cihazın xarici kvant səmərəliliyini 130%-ə çatdırmağa imkan verib. Komandanın nəticələri hətta Almaniyanın Milli Metrologiya İnstitutu olan PTB (Almaniya Federal Fizika İnstitutu) tərəfindən müstəqil şəkildə təsdiqlənib.
Tədqiqatçıların fikrincə, bu rekord səmərəlilik günəş batareyaları və digər işıq sensorları da daxil olmaqla, demək olar ki, istənilən fotodetektorun işini yaxşılaşdıra bilər və yeni detektor artıq kommersiya məqsədləri üçün istifadə olunur.
Yazı vaxtı: 31 iyul 2023