Силикони сиёҳфотодетекторсабт: самаранокии квантии беруна то 132%
Тибқи гузоришҳои расонаҳо, муҳаққиқони Донишгоҳи Аалто дастгоҳи оптоэлектрониро бо самаранокии квантии беруна то 132% таҳия кардаанд. Ин дастоварди ғайричашмдошт бо истифода аз кремнийи сиёҳи наносохторӣ ба даст оварда шуд, ки метавонад як пешрафти бузург барои батареяҳои офтобӣ ва дигар...фотодетекторхоАгар дастгоҳи фотоэлектрикии фарзӣ самаранокии берунаи квантии 100 фоиз дошта бошад, ин маънои онро дорад, ки ҳар як фотоне, ки ба он бархӯрад, электрон истеҳсол мекунад, ки тавассути занҷир ҳамчун барқ ҷамъоварӣ мешавад.
Ва ин дастгоҳи нав на танҳо самаранокии 100 фоиз, балки беш аз 100 фоизро ба даст меорад. 132% маънои ба ҳисоби миёна 1,32 электрон барои як фотонро дорад. Он ҳамчун маводи фаъол аз кремнийи сиёҳ истифода мебарад ва дорои наносохтори конусӣ ва сутуншакл мебошад, ки метавонад нури ултрабунафшро фурӯ барад.
Албатта, шумо наметавонед 0.32 электрони иловагӣ аз ҳавои тунук эҷод кунед, зеро физика мегӯяд, ки энергияро аз ҳавои тунук эҷод кардан мумкин нест, пас ин электронҳои иловагӣ аз куҷо пайдо мешаванд?
Ҳамааш ба принсипи умумии кори маводҳои фотоэлектрикӣ вобаста аст. Вақте ки фотони нури афтанда ба моддаи фаъол, одатан кремний, бархӯрд мекунад, он як электронро аз яке аз атомҳо берун мекунад. Аммо дар баъзе ҳолатҳо, фотони дорои энергияи баланд метавонад ду электронро бе вайрон кардани ягон қонуни физика берун кунад.
Шакке нест, ки истифодаи ин падида метавонад дар беҳтар кардани тарҳи батареяҳои офтобӣ хеле муфид бошад. Дар бисёр маводҳои оптоэлектронӣ, самаранокӣ бо роҳҳои гуногун аз байн меравад, аз ҷумла вақте ки фотонҳо аз дастгоҳ инъикос меёбанд ё электронҳо бо "сӯрохиҳо"-е, ки пеш аз ҷамъоварӣ аз ҷониби схема боқӣ мондаанд, дубора якҷоя мешаванд.
Аммо дастаи Aalto мегӯяд, ки онҳо ин монеаҳоро асосан бартараф кардаанд. Силикони сиёҳ нисбат ба дигар маводҳо фотонҳои бештарро фурӯ мебарад ва наносохторҳои конусшакл ва сутуншакл рекомбинатсияи электронҳоро дар сатҳи мавод коҳиш медиҳанд.
Дар маҷмӯъ, ин пешрафтҳо имкон доданд, ки самаранокии квантии берунаи дастгоҳ ба 130% расад. Натиҷаҳои даста ҳатто аз ҷониби Институти миллии метрологияи Олмон, PTB (Институти федералии физикаи Олмон) мустақилона тасдиқ карда шудаанд.
Ба гуфтаи муҳаққиқон, ин самаранокии рекордӣ метавонад кори қариб ҳама гуна фотодетектор, аз ҷумла батареяҳои офтобӣ ва дигар сенсорҳои рӯшноиро беҳтар кунад ва детектори нав аллакай дар тиҷорат истифода мешавад.
Вақти нашр: 31 июли соли 2023