Rexistro de fotodetector de silicio negro: eficiencia cuántica externa ata o 132%

Silicio negrofotodetectorRexistro: eficiencia cuántica externa ata o 132%

Segundo informes de medios, os investigadores da Universidade Aalto desenvolveron un dispositivo optoelectrónico cunha eficiencia cuántica externa de ata o 132%. Esta fazaña improbable conseguiuse empregando silicio negro nanoestruturado, que podería ser un gran avance para as células solares e outrosfotodetectores. Se un hipotético dispositivo fotovoltaico ten unha eficiencia cuántica externa do 100 por cento, isto significa que cada fotón que o pega produce un electrón, que se recolle como electricidade a través dun circuíto.

E este novo dispositivo non só consegue un 100 por cento de eficiencia, senón máis do 100 por cento. O 132% significa unha media de 1,32 electróns por fotón. Emprega o silicio negro como material activo e ten unha nanoestrutura columnar e columnar que pode absorber a luz ultravioleta.

Obviamente, non podes crear 0,32 electróns extra fóra do aire, ao cabo, a física di que a enerxía non se pode crear fóra do aire fino, entón de onde veñen estes electróns extra?

Todo se reduce ao principio de traballo xeral dos materiais fotovoltaicos. Cando un fotón da luz incidente chega a unha sustancia activa, normalmente silicio, elimina un electrón dun dos átomos. Pero nalgúns casos, un fotón de alta enerxía pode derrubar dous electróns sen incumprir ningunha leis de física.

Non hai dúbida de que aproveitar este fenómeno pode ser de gran axuda para mellorar o deseño das células solares. En moitos materiais optoelectrónicos, a eficiencia pérdese de varias formas, incluído cando os fotóns se reflicten do dispositivo ou os electróns recombinan cos "buratos" que quedan nos átomos antes de ser recollidos polo circuíto.

Pero o equipo de Aalto di que eliminaron en gran medida eses obstáculos. O silicio negro absorbe máis fotóns que outros materiais, e as nanoestruturas cónicas e columnas reducen a recombinación de electróns na superficie do material.

En xeral, estes avances permitiron que a eficiencia cuántica externa do dispositivo alcance o 130%. Os resultados do equipo incluso foron verificados de forma independente polo Instituto Nacional de Metroloxía de Alemaña, o PTB (Instituto Federal de Física).

Segundo os investigadores, esta eficiencia rexistrada podería mellorar o rendemento de calquera fotodetector, incluíndo células solares e outros sensores de luz, e o novo detector xa se está a usar comercialmente.