بازده کوانتومی فوتودکتور محدودیت نظری را می شکند

براساس گزارش شبکه فیزیکدانان اخیراً گزارش داده است که محققان فنلاندی با بهره وری کوانتومی خارجی 130 ٪ یک نوری سیلیکون سیاه ایجاد کرده اند ، که اولین بار است که راندمان دستگاه های فتوولتائیک بیش از حد نظری 100 ٪ است ، که انتظار می رود تا حد زیادی باعث افزایش کارایی از ساچمهای تشخیصی شود ، و این دستگاه ها به طور گسترده ای از موبایل استفاده می شود.

فوتودکتور یک سنسور است که می تواند نور یا انرژی الکترومغناطیسی دیگر را اندازه گیری کند ، فوتون ها را به یک جریان الکتریکی تبدیل کند و فوتون های جذب شده جفت سوراخ الکترون را تشکیل می دهند. این فوتودکتور شامل فوتودایود و فوتوترانسیستور و غیره است. از راندمان کوانتومی برای تعریف درصد فوتون های دریافت شده توسط یک دستگاه مانند یک فوتودکتور به یک جفت سوراخ الکترون استفاده می شود ، یعنی راندمان کوانتومی برابر با تعداد الکترونهای فوتوژن است که بر اساس تعداد فوتون های حادثه تقسیم می شود.

هنگامی که یک فوتون حادثه یک الکترون را به یک مدار خارجی تولید می کند ، راندمان کوانتومی خارجی دستگاه 100 ٪ است (قبلاً تصور می شد حد نظری است). در آخرین مطالعه ، فوتودکتور سیلیکون سیاه دارای راندمان تا 130 درصد بود ، به این معنی که یک فوتون حادثه حدود 1.3 الکترون تولید می کند.

به گفته محققان دانشگاه AALTO ، سلاح مخفی در پشت این پیشرفت مهم ، فرآیند ضرب بار حامل است که در نانوساختار منحصر به فرد فوتودکتور سیلیکون سیاه رخ می دهد ، که توسط فوتون های پر انرژی ایجاد می شود. پیش از این ، دانشمندان نتوانسته اند این پدیده را در دستگاه های واقعی مشاهده کنند زیرا وجود تلفات الکتریکی و نوری باعث کاهش تعداد الکترون های جمع آوری شده می شود. پروفسور هرا سورن ، رهبر مطالعه توضیح داد: "دستگاه های نانوساختار ما نوترکیب و ضرر بازتاب ندارند ، بنابراین ما می توانیم تمام حامل های شارژ چند برابر را جمع کنیم."

این کارآیی توسط انستیتوی فناوری فیزیکی انجمن ملی معیارهای آلمان (PTB) ، دقیق ترین و قابل اطمینان ترین سرویس اندازه گیری در اروپا تأیید شده است.

محققان خاطرنشان می کنند که این راندمان ضبط به این معنی است که دانشمندان می توانند عملکرد دستگاههای تشخیص فوتوالکتریک را تا حد زیادی بهبود بخشند.

دکتر میککو جونتونا ، مدیرعامل ELFYSINC ، یک شرکت متعلق به دانشگاه Aalto ، گفت: "ردیاب های ما علاقه زیادی ایجاد کرده اند ، به خصوص در زمینه های بیوتکنولوژی و نظارت بر فرآیند صنعتی." گزارش شده است که آنها شروع به تولید چنین ردیاب هایی برای استفاده تجاری کرده اند.