Podľa siete organizácií fyzikov nedávno fínski výskumníci vyvinuli čierny kremíkový fotodetektor s externou kvantovou účinnosťou 130 %, čo je prvýkrát, čo účinnosť fotovoltaických zariadení prekračuje teoretickú hranicu 100 %, čo sa očakáva výrazne zlepšiť účinnosť fotoelektrických detekčných zariadení a tieto zariadenia sa široko používajú v automobiloch, mobilných telefónoch, inteligentných hodinkách a zdravotníckych zariadeniach.
Fotodetektor je senzor, ktorý dokáže merať svetlo alebo inú elektromagnetickú energiu, premieňa fotóny na elektrický prúd a absorbované fotóny vytvárajú páry elektrón-diera.Fotodetektor obsahuje fotodiódu a fototranzistor atď. Kvantová účinnosť sa používa na definovanie percenta fotónov prijatých zariadením, ako je fotodetektor, do páru elektrón-diera, to znamená, že kvantová účinnosť sa rovná počtu fotogenerovaných elektrónov delené počet dopadajúcich fotónov.
Keď dopadajúci fotón produkuje elektrón do vonkajšieho obvodu, vonkajšia kvantová účinnosť zariadenia je 100% (predtým sa to považovalo za teoretickú hranicu).V najnovšej štúdii mal čierny kremíkový fotodetektor účinnosť až 130 percent, čo znamená, že jeden dopadajúci fotón vyprodukuje asi 1,3 elektrónu.
Podľa výskumníkov z univerzity Aalto je tajnou zbraňou tohto veľkého prielomu proces násobenia nosiča náboja, ktorý sa vyskytuje v jedinečnej nanoštruktúre čierneho kremíkového fotodetektora, ktorý je spúšťaný vysokoenergetickými fotónmi.Predtým vedci nemohli pozorovať tento jav v skutočných zariadeniach, pretože prítomnosť elektrických a optických strát znížila počet zozbieraných elektrónov."Naše nanoštruktúrované zariadenia nemajú žiadnu rekombináciu ani stratu odrazu, takže môžeme zhromaždiť všetky znásobené nosiče náboja," vysvetlila vedúca štúdie profesorka Hera Severn.
Táto účinnosť bola overená Inštitútom fyzikálnych technológií Nemeckej národnej metrologickej spoločnosti (PTB), najpresnejšou a najspoľahlivejšou meracou službou v Európe.
Výskumníci poznamenávajú, že táto rekordná účinnosť znamená, že vedci môžu výrazne zlepšiť výkon fotoelektrických detekčných zariadení.
„Naše detektory vyvolali veľký záujem, najmä v oblastiach biotechnológie a monitorovania priemyselných procesov,“ povedal Dr. Mikko Juntuna, generálny riaditeľ ElfysInc, spoločnosti vlastnenej univerzitou Aalto.Uvádza sa, že začali vyrábať takéto detektory na komerčné použitie.
Čas odoslania: 11. júla 2023