Qora kremniyfotodetektorrekord: tashqi kvant samaradorligi 132% gacha
OAV xabarlariga ko'ra, Aalto universiteti tadqiqotchilari tashqi kvant samaradorligi 132% gacha bo'lgan optoelektronik qurilmani ishlab chiqdilar. Bu kutilmagan yutuq nanostrukturali qora kremniydan foydalanish orqali erishildi, bu esa quyosh batareyalari va boshqa qurilmalar uchun katta yutuq bo'lishi mumkin.fotodetektorlarAgar gipotetik fotovoltaik qurilmaning tashqi kvant samaradorligi 100 foizga teng bo'lsa, bu unga urilgan har bir foton elektron ishlab chiqarishini anglatadi, bu esa elektron zanjir orqali elektr energiyasi sifatida to'planadi.
Va bu yangi qurilma nafaqat 100 foiz samaradorlikka, balki 100 foizdan ortiq samaradorlikka ham erishadi. 132% har bir foton uchun o'rtacha 1,32 elektron deganidir. U faol material sifatida qora kremniydan foydalanadi va ultrabinafsha nurlarini yuta oladigan konus va ustunsimon nanostrukturaga ega.
Shubhasiz, siz havodan 0,32 qo'shimcha elektron yarata olmaysiz, axir fizika energiyani havodan yaratib bo'lmasligini aytadi, shuning uchun bu qo'shimcha elektronlar qaerdan keladi?
Bularning barchasi fotovoltaik materiallarning umumiy ish printsipiga bog'liq. Tushayotgan yorug'likning fotoni faol moddaga, odatda kremniyga urilganda, u atomlardan birining elektronini yiqitadi. Ammo ba'zi hollarda, yuqori energiyali foton fizika qonunlarini buzmasdan ikkita elektronni yiqitishi mumkin.
Shubhasizki, bu hodisadan foydalanish quyosh batareyalari dizaynini takomillashtirishda juda foydali bo'lishi mumkin. Ko'pgina optoelektronik materiallarda samaradorlik bir qator yo'llar bilan yo'qoladi, jumladan, fotonlar qurilmadan aks etganda yoki elektronlar zanjir tomonidan to'planishidan oldin atomlarda qolgan "teshiklar" bilan rekombinatsiyalanganda.
Ammo Aalto jamoasi bu to'siqlarni deyarli bartaraf etganliklarini aytishmoqda. Qora kremniy boshqa materiallarga qaraganda ko'proq fotonlarni yutadi va konussimon va ustunsimon nanostrukturalar material yuzasida elektron rekombinatsiyasini kamaytiradi.
Umuman olganda, ushbu yutuqlar qurilmaning tashqi kvant samaradorligini 130% ga yetkazish imkonini berdi. Jamoa natijalari hatto Germaniyaning milliy metrologiya instituti PTB (Germaniya Federal fizika instituti) tomonidan mustaqil ravishda tasdiqlangan.
Tadqiqotchilarning fikriga ko'ra, bu rekord samaradorlik quyosh batareyalari va boshqa yorug'lik sensorlari kabi deyarli har qanday fotodetektorning ish faoliyatini yaxshilashi mumkin va yangi detektor allaqachon tijorat maqsadlarida qo'llanilmoqda.
Nashr vaqti: 2023-yil 31-iyul