Schwaarzt SiliziumFotodetektorRekord: extern Quanteffizienz bis zu 132%
Medienberichter no hunn d'Fuerscher vun der Aalto Universitéit en optoelektronescht Gerät mat enger externer Quanteneffizienz vu bis zu 132% entwéckelt. Dës onwahrscheinlech Leeschtung gouf duerch d'Benotzung vu schwaarzem nanostrukturéiertem Silizium erreecht, wat e groussen Duerchbroch fir Solarzellen an aner ... kéint sinn.photodetectorsWann en hypothetescht photovoltaescht Gerät eng extern Quantewierkungsgrad vun 100 Prozent huet, heescht dat, datt all Photon, deen drop trëfft, en Elektron produzéiert, deen duerch e Circuit als Elektrizitéit gesammelt gëtt.
An dësen neien Apparat erreecht net nëmmen 100 Prozent Effizienz, mä méi wéi 100 Prozent. 132% bedeit am Duerchschnëtt 1,32 Elektronen pro Photon. E benotzt schwaarzt Silizium als aktivt Material an huet eng kegelfërmeg an säulenfërmeg Nanostruktur, déi ultraviolett Liicht absorbéiere kann.
Natierlech kann een net 0,32 extra Elektronen aus dënner Loft kreéieren, schliisslech seet d'Physik, datt Energie net aus dënner Loft ka geschaf ginn, also wou kommen dës extra Elektronen hier?
Et kënnt alles op de generelle Funktionsprinzip vu photovoltaesche Materialien un. Wann e Photon vum afalenden Liicht eng aktiv Substanz, normalerweis Silizium, trëfft, schléit en en Elektron aus engem vun den Atomer eraus. Awer a verschiddene Fäll kann en héichenergetesche Photon zwee Elektronen ausschalten, ouni d'Gesetzer vun der Physik ze briechen.
Et gëtt keen Zweiwel datt d'Notzung vun dësem Phänomen ganz hëllefräich ka sinn fir den Design vu Solarzellen ze verbesseren. A ville optoelektronesche Materialien geet d'Effizienz op verschidde Weeër verluer, dorënner wann Photone vum Apparat reflektéiert ginn oder Elektronen sech mat de "Lächer", déi an den Atomer hannerlooss sinn, rekombinéieren, ier se vum Circuit gesammelt ginn.
Mä d'Team vum Aalto seet, si hätten dës Hindernisser gréisstendeels ewechgeholl. Schwaarzt Silizium absorbéiert méi Photonen wéi aner Materialien, an déi konisch a säulenfërmeg Nanostrukture reduzéieren d'Elektronerekombinatioun op der Uewerfläch vum Material.
Insgesamt hunn dës Fortschrëtter et erméiglecht, datt d'extern Quanteeffizienz vum Apparat 130% erreecht huet. D'Resultater vum Team goufen souguer onofhängeg vum däitsche Metrologieinstitut, dem PTB (Däitsche Bundesinstitut fir Physik), verifizéiert.
Laut de Fuerscher kéint dës Rekordeffizienz d'Leeschtung vu bal all Photodetektor verbesseren, dorënner Solarzellen an aner Liichtsensoren, an den neien Detektor gëtt scho kommerziell agesat.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 31. Juli 2023