Silicio neroFotoDetectorRecord: efficienza quantistica esterna fino al 132%
Secondo i media, i ricercatori dell'Università di Aalto hanno sviluppato un dispositivo optoelettronico con un'efficienza quantistica esterna fino al 132%. Questa improbabile impresa è stata raggiunta utilizzando il silicio nero nanostrutturato, che potrebbe essere una svolta importante per le celle solari e altriPhotoDetector. Se un ipotetico dispositivo fotovoltaico ha un'efficienza quantistica esterna del 100 percento, ciò significa che ogni fotone che colpisce produce un elettrone, che viene raccolto come elettricità attraverso un circuito.
E questo nuovo dispositivo non solo raggiunge il 100 % di efficienza, ma oltre il 100 percento. 132% indica una media di 1,32 elettroni per fotone. Utilizza il silicio nero come materiale attivo e ha un cono e una nanostruttura colonnare in grado di assorbire la luce ultravioletta.
Ovviamente non è possibile creare 0,32 elettroni extra a nulla, dopo tutto, la fisica afferma che l'energia non può essere creata dal nulla, quindi da dove provengono questi elettroni extra?
Tutto dipende dal principio di lavoro generale dei materiali fotovoltaici. Quando un fotone della luce incidente colpisce una sostanza attiva, di solito al silicio, elimina un elettrone da uno degli atomi. Ma in alcuni casi, un fotone ad alta energia può eliminare due elettroni senza infrangere alcuna leggi sulla fisica.
Non c'è dubbio che sfruttare questo fenomeno può essere molto utile per migliorare la progettazione di celle solari. In molti materiali optoelettronici, l'efficienza viene persa in vari modi, anche quando i fotoni si riflettono sul dispositivo o gli elettroni si ricombinano con i "fori" lasciati negli atomi prima di essere raccolti dal circuito.
Ma la squadra di Aalto afferma di aver rimosso in gran parte quegli ostacoli. Il silicio nero assorbe più fotoni rispetto ad altri materiali e le nanostrutture affusolate e colonnare riducono la ricombinazione elettronica sulla superficie del materiale.
Nel complesso, questi progressi hanno permesso all'efficienza quantistica esterna del dispositivo di raggiungere il 130%. I risultati del team sono stati persino verificati in modo indipendente dal National Metrology Institute della Germania, il PTB (tedesco Federal Institute of Physics).
Secondo i ricercatori, questa efficienza record potrebbe migliorare le prestazioni di praticamente qualsiasi fotodittore, comprese le celle solari e altri sensori di luce, e il nuovo rivelatore viene già utilizzato commercialmente.
Tempo post: JUL-31-2023