Кара кремний фотодетекторунун рекорду: тышкы кванттык эффективдүүлүк 132% га чейин

Кара кремнийфотодетекторрекорд: тышкы кванттык эффективдүүлүк 132% га чейин

ЖМКнын маалыматына караганда, Аальто университетинин изилдөөчүлөрү тышкы кванттык эффективдүүлүгү 132% га чейин жеткен оптоэлектрондук аппаратты иштеп чыгышты. Бул күмөндүү жетишкендиктерге наноструктуралуу кара кремнийди колдонуу аркылуу жетишилди, ал күн батареялары жана башкалар үчүн чоң ачылыш боло алат.фотодетекторлор. Эгерде гипотетикалык фотоэлектрдик түзүлүштүн тышкы кванттык эффективдүүлүгү 100 пайыз болсо, бул ага тийген ар бир фотон бир схема аркылуу электр катары чогулган электронду чыгарат дегенди билдирет.

Ал эми бул жаңы аппарат 100 пайыз эффективдүүлүктү гана камсыз кылбастан, 100 пайыздан ашат. 132% фотондо орточо 1,32 электрон дегенди билдирет. Ал активдүү материал катары кара кремнийди колдонот жана ультрафиолет нурун сиңире алган конус жана мамычалык наноструктурага ээ.

Ичке абадан 0,32 ашык электрон жарата албасыңыз анык, физикада энергия жука абадан жаралышы мүмкүн эмес дейт, анда бул ашыкча электрондор кайдан пайда болот?

Мунун баары фотоэлектрдик материалдардын жалпы иштөө принцибине келет. Түскөн жарыктын фотону активдүү затка, адатта кремнийге тийгенде, атомдордун биринен электронду чыгарып салат. Бирок кээ бир учурларда, жогорку энергиялуу фотон физиканын эч кандай мыйзамын бузбастан эки электронду кулатат.

Бул көрүнүштү колдонуу күн батареяларынын дизайнын өркүндөтүү үчүн абдан пайдалуу болору талашсыз. Көптөгөн оптоэлектрондук материалдарда эффективдүүлүк бир нече жол менен жоголот, анын ичинде фотондор аппараттан чагылышып же электрондор схемада чогултулганга чейин атомдордо калган “тешиктер” менен кайра биригип кеткенде.

Бирок Аалтонун командасы бул тоскоолдуктарды негизинен жоюп салышканын айтууда. Кара кремний башка материалдарга караганда фотонду көбүрөөк сиңирет жана конус жана мамычалык наноструктуралар материалдын бетиндеги электрондордун рекомбинациясын азайтат.

Жалпысынан, бул жетишкендиктер аппараттын тышкы кванттык эффективдүүлүгүн 130% га жеткирүүгө мүмкүндүк берди. Команданын натыйжалары атүгүл Германиянын улуттук метрология институту, PTB (Германиянын Федералдык физика институту) тарабынан өз алдынча текшерилген.

Изилдөөчүлөрдүн айтымында, бул рекорддук эффективдүүлүк негизинен ар кандай фотодетектордун, анын ичинде күн батареяларынын жана башка жарык сенсорлорунун иштешин жакшыртышы мүмкүн жана жаңы детектор буга чейин коммерциялык максатта колдонулууда.