سیلیکون سیاهدستگاه نوریضبط: راندمان کوانتومی خارجی تا 132 ٪
براساس گزارش های رسانه ای ، محققان دانشگاه AALTO یک دستگاه نوری با بهره وری کوانتومی خارجی تا 132 ٪ ایجاد کرده اند. این شاهکار بعید با استفاده از سیلیکون سیاه نانوساختار ، که می تواند یک پیشرفت بزرگ برای سلولهای خورشیدی و سایر موارد باشد ، به دست آمددستگاه های نوریبشر اگر یک دستگاه فتوولتائیک فرضی دارای راندمان کوانتومی خارجی 100 درصد باشد ، این بدان معنی است که هر فوتون که به آن برخورد می کند یک الکترون تولید می کند ، که از طریق یک مدار به عنوان برق جمع آوری می شود.
و این دستگاه جدید نه تنها به 100 درصد راندمان ، بلکه بیش از 100 درصد نیز می رسد. 132 ٪ به معنی متوسط 1.32 الکترون در هر فوتون است. از سیلیکون سیاه به عنوان ماده فعال استفاده می کند و دارای نانوساختار مخروطی و ستونی است که می تواند نور ماوراء بنفش را جذب کند.
بدیهی است که شما نمی توانید 0.32 الکترون اضافی از هوای نازک ایجاد کنید ، از این گذشته ، فیزیک می گوید که انرژی از هوای نازک نمی توان ایجاد کرد ، بنابراین این الکترون های اضافی از کجا تهیه می شوند؟
همه اینها به اصل کار کلی مواد فتوولتائیک می رسد. هنگامی که یک فوتون از نور حادثه به یک ماده فعال ، معمولاً سیلیکون برخورد می کند ، یک الکترون را از یکی از اتم ها می کوبد. اما در برخی موارد ، یک فوتون با انرژی بالا می تواند دو الکترون را بدون شکستن هیچ گونه قانون فیزیک از بین ببرد.
شکی نیست که استفاده از این پدیده می تواند در بهبود طراحی سلولهای خورشیدی بسیار مفید باشد. در بسیاری از مواد نوری ، راندمان از چند طریق از بین می رود ، از جمله هنگامی که فوتون ها از دستگاه منعکس می شوند یا الکترون ها را با "سوراخ" باقی مانده در اتم ها قبل از جمع آوری توسط مدار بازتاب می دهند.
اما تیم آلتو می گوید که آنها تا حد زیادی این موانع را برطرف کرده اند. سیلیکون سیاه فوتون های بیشتری را نسبت به سایر مواد جذب می کند ، و نانوساختارهای مخروطی و ستونی نوترکیب الکترونی را بر روی سطح مواد کاهش می دهد.
به طور کلی ، این پیشرفت ها باعث شده است تا راندمان کوانتومی خارجی دستگاه به 130 ٪ برسد. نتایج این تیم حتی به طور مستقل توسط موسسه ملی اندازه گیری آلمان ، PTB (انستیتوی فدرال فدرال آلمان) تأیید شده است.
به گفته محققان ، این راندمان رکورد می تواند عملکرد اساساً هر نوع عکسبرداری ، از جمله سلولهای خورشیدی و سایر سنسورهای نور را بهبود بخشد و از ردیاب جدید در حال حاضر از نظر تجاری استفاده می شود.
زمان پست: ژوئیه 31-2023