Qara silikon fotodetektor rekordu: 132%-ə qədər xarici kvant səmərəliliyi

Qara silikonfotodetektorrekord: 132% -ə qədər xarici kvant səmərəliliyi

KİV-in məlumatına görə, Aalto Universitetinin tədqiqatçıları 132%-ə qədər xarici kvant effektivliyinə malik optoelektron cihaz hazırlayıblar.Bu qeyri-mümkün nailiyyət nanostrukturlu qara silisiumdan istifadə etməklə əldə edilib ki, bu da günəş hüceyrələri və digər sistemlər üçün böyük bir irəliləyiş ola bilər.fotodetektorlar.Əgər hipotetik fotovoltaik cihazın 100 faiz xarici kvant səmərəliliyi varsa, bu o deməkdir ki, ona dəyən hər bir foton dövrə vasitəsilə elektrik kimi toplanan elektron istehsal edir.

Və bu yeni cihaz təkcə 100 faiz səmərəlilik əldə etmir, həm də 100 faizdən çox.132% hər bir fotonda orta hesabla 1,32 elektron deməkdir.O, aktiv material kimi qara silikondan istifadə edir və ultrabənövşəyi işığı udmaq qabiliyyətinə malik olan konus və sütunvari nanostruktura malikdir.

Aydındır ki, siz nazik havadan 0,32 əlavə elektron yarada bilməzsiniz, axı fizika deyir ki, nazik havadan enerji yarana bilməz, bəs bu əlavə elektronlar haradan gəlir?

Bütün bunlar fotovoltaik materialların ümumi iş prinsipinə əsaslanır.Dəyişən işığın fotonu aktiv maddəyə, adətən silikona dəydikdə, atomlardan birindən elektronu çıxarır.Lakin bəzi hallarda yüksək enerjili foton heç bir fizika qanununu pozmadan iki elektronu sıradan çıxara bilər.

Şübhə yoxdur ki, bu fenomendən istifadə günəş batareyalarının dizaynını təkmilləşdirməkdə çox faydalı ola bilər.Bir çox optoelektronik materiallarda, fotonlar cihazdan əks olunduqda və ya elektronlar dövrə tərəfindən toplanmazdan əvvəl atomlarda qalan "deşiklərlə" yenidən birləşdikdə, səmərəlilik bir sıra yollarla itirilir.

Lakin Aalto komandası bu maneələri böyük ölçüdə aradan qaldırdıqlarını deyir.Qara silikon digər materiallardan daha çox fotonu udur və konik və sütunvari nanostrukturlar materialın səthində elektron rekombinasiyasını azaldır.

Ümumilikdə, bu irəliləyişlər cihazın xarici kvant effektivliyini 130%-ə çatdırmağa imkan verdi.Komandanın nəticələri hətta Almaniyanın Milli Metrologiya İnstitutu, PTB (Almaniya Federal Fizika İnstitutu) tərəfindən müstəqil şəkildə yoxlanılıb.

Tədqiqatçıların fikrincə, bu rekord effektivlik əsasən hər hansı bir fotodetektorun, o cümlədən günəş batareyaları və digər işıq sensorlarının işini yaxşılaşdıra bilər və yeni detektor artıq kommersiya məqsədləri üçün istifadə olunur.