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

silicio negrofotodetectorrexistro: eficiencia cuántica externa de ata o 132 %

Segundo informes dos medios de comunicación, investigadores da Universidade de Aalto desenvolveron un dispositivo optoelectrónico cunha eficiencia cuántica externa de ata o 132 %. Esta improbable fazaña conseguiuse mediante o uso de silicio negro nanoestruturado, o que podería supoñer un gran avance para as células solares e outros dispositivos.fotodetectoresSe un hipotético dispositivo fotovoltaico ten unha eficiencia cuántica externa do 100 por cento, iso significa que cada fotón que incide nel produce un electrón, que se recolle como electricidade a través dun circuíto.

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

Obviamente, non se poden crear 0,32 electróns adicionais do aire; despois de todo, a física di que a enerxía non se pode crear do aire, entón, de onde veñen estes electróns adicionais?

Todo se reduce ao principio xeral de funcionamento dos materiais fotovoltaicos. Cando un fotón da luz incidente incide nunha substancia activa, normalmente silicio, elimina un electrón dun dos átomos. Pero nalgúns casos, un fotón de alta enerxía pode eliminar dous electróns sen romper ningunha lei da física.

Non hai dúbida de que aproveitar este fenómeno pode ser moi útil para mellorar o deseño das células solares. En moitos materiais optoelectrónicos, a eficiencia pérdese de varias maneiras, como cando os fotóns se reflicten no dispositivo ou os electróns se recombinan cos "buratos" que quedan nos átomos antes de seren recollidos polo circuíto.

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

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

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