Segundo a rede de organización de físicos informou recentemente que os investigadores finlandeses desenvolveron un fotodetector de silicio negro cunha eficiencia cuántica externa do 130%, que é a primeira vez que a eficiencia dos dispositivos fotovoltaicos supera o límite teórico do 100%, que se espera que mellore en gran medida a eficiencia, os equipos de detección fotoeléctrica.
Un fotodetector é un sensor que pode medir a luz ou outra enerxía electromagnética, converter os fotóns nunha corrente eléctrica e os fotóns absorbidos forman pares de buraco. O fotodetector inclúe fotodiodo e fototransistor, etc. A eficiencia cuántica úsase para definir a porcentaxe de fotóns recibidos por un dispositivo como un fotodetector nun par de buraco de electróns, é dicir, a eficiencia cuántica é igual ao número de electróns fotoxenerados divididos polo número de fotóns incidentes.
Cando un fotón de incidentes produce un electrón para un circuíto externo, a eficiencia cuántica externa do dispositivo é do 100% (anteriormente pensado como o límite teórico). No último estudo, o fotodetector de silicio negro tiña unha eficiencia de ata un 130 por cento, o que significa que un fotón incidente produce uns 1,3 electróns.
Segundo os investigadores da Universidade de Aalto, a arma secreta detrás deste gran avance é o proceso de multiplicación de transportistas que se produce dentro da nanoestrutura única do fotóns de alta enerxía desencadeada por fotóns de alta enerxía. Anteriormente, os científicos non puideron observar o fenómeno en dispositivos reais porque a presenza de perdas eléctricas e ópticas reduciu o número de electróns recollidos. "Os nosos dispositivos nanoestruturados non teñen recombinación e sen perda de reflexión, polo que podemos recoller todos os transportistas de carga multiplicado", explicou a profesora líder de estudo Hera Severn.
Esta eficiencia foi verificada polo Instituto de Tecnoloxía Física da Sociedade Nacional de Metroloxía Alemá (PTB), o servizo de medición máis preciso e fiable en Europa.
Os investigadores observan que esta eficiencia rexistrada significa que os científicos poden mellorar moito o rendemento dos dispositivos de detección fotoeléctrica.
"Os nosos detectores xeraron moito interese, especialmente nas áreas de biotecnoloxía e control de procesos industriais", dixo o doutor Mikko Juntuna, conselleiro delegado de Elfysinc, unha empresa propiedade da universidade Aalto. Cóntase que comezaron a fabricar tales detectores para uso comercial.
Tempo de publicación: xul-11-2023