Кара кремнийфотодетекторжазуу: тышкы кванттык эффективдүүлүк 132% га чейин
ЖМКлардын билдирүүлөрүнө ылайык, Аалто университетинин изилдөөчүлөрү 132% га чейинки тышкы кванттык эффективдүүлүккө ээ оптоэлектрондук түзүлүштү иштеп чыгышты. Бул күтүлбөгөн жетишкендикке нанобөлүштүрүлгөн кара кремнийди колдонуу менен жетишилди, бул күн батареялары жана башка энергия булактары үчүн чоң жетишкендик болушу мүмкүн.фотодетекторлорЭгерде гипотетикалык фотоэлектрдик түзүлүштүн тышкы кванттык эффективдүүлүгү 100 пайызды түзсө, анда ага тийген ар бир фотон электронду пайда кылат, ал чынжыр аркылуу электр энергиясы катары чогултулат.
Ал эми бул жаңы түзмөк 100 пайыздык натыйжалуулукка гана эмес, 100 пайыздан ашык натыйжалуулукка жетишет. 132% дегенибиз, бир фотонго орточо эсеп менен 1,32 электрон туура келет. Ал активдүү материал катары кара кремнийди колдонот жана ультрафиолет нурларын сиңире алган конус жана мамыча сымал наноструктурага ээ.
Албетте, сиз суюк абадан 0,32 кошумча электрон жарата албайсыз, анткени физика энергияны суюк абадан жаратуу мүмкүн эмес деп айтат, анда бул кошумча электрондор кайдан келет?
Мунун баары фотоэлектрдик материалдардын жалпы иштөө принцибине байланыштуу. Түшүп жаткан жарыктын фотону активдүү затка, адатта кремнийге тийгенде, ал атомдордун биринен электронду чыгарып салат. Бирок кээ бир учурларда, жогорку энергиялуу фотон физиканын эч кандай мыйзамдарын бузбастан эки электронду чыгарып салышы мүмкүн.
Бул кубулушту колдонуу күн батареяларынын дизайнын жакшыртууда абдан пайдалуу болушу мүмкүн экени шексиз. Көптөгөн оптоэлектрондук материалдарда эффективдүүлүк бир катар жолдор менен жоголот, анын ичинде фотондор түзмөктөн чагылганда же электрондор схема тарабынан чогултулганга чейин атомдордо калган "тешиктер" менен кайра биригип кеткенде.
Бирок Aalto командасы бул тоскоолдуктарды негизинен жок кылганын айтышууда. Кара кремний башка материалдарга караганда көбүрөөк фотондорду сиңирип алат, ал эми конус сымал жана мамыча сымал наноструктуралар материалдын бетиндеги электрондордун рекомбинациясын азайтат.
Жалпысынан алганда, бул жетишкендиктер түзмөктүн тышкы кванттык эффективдүүлүгүн 130% га жеткирүүгө мүмкүндүк берди. Команданын жыйынтыктары Германиянын улуттук метрология институту, PTB (Германиянын Федералдык физика институту) тарабынан көз карандысыз текшерилген.
Изилдөөчүлөрдүн айтымында, бул рекорддук натыйжалуулук күн батареяларын жана башка жарык сенсорлорун кошо алганда, дээрлик бардык фотодетекторлордун иштешин жакшырта алат жана жаңы детектор буга чейин эле коммерциялык максатта колдонулуп келет.
Жарыяланган убактысы: 2023-жылдын 31-июлу