Rekodi ya kigunduzi cha picha cha silikoni nyeusi: ufanisi wa nje wa quantum hadi 132%

Silikoni nyeusikigunduzi cha picharekodi: ufanisi wa nje wa quantum hadi 132%

Kulingana na ripoti za vyombo vya habari, watafiti katika Chuo Kikuu cha Aalto wameunda kifaa cha optoelectronic chenye ufanisi wa nje wa quantum wa hadi 132%. Ufanisi huu usiotarajiwa ulipatikana kwa kutumia silikoni nyeusi iliyo na muundo mdogo, ambayo inaweza kuwa mafanikio makubwa kwa seli za jua na zingine.vigunduzi vya pichaIkiwa kifaa cha fotovoltaiki cha kufikirika kina ufanisi wa nje wa quantum wa asilimia 100, hiyo ina maana kwamba kila fotoni inayokigonga hutoa elektroni, ambayo hukusanywa kama umeme kupitia saketi.

Na kifaa hiki kipya hakifikii tu ufanisi wa asilimia 100, bali pia zaidi ya asilimia 100. 132% inamaanisha wastani wa elektroni 1.32 kwa kila fotoni. Kinatumia silikoni nyeusi kama nyenzo inayofanya kazi na kina koni na muundo wa safu wima ambao unaweza kunyonya mwanga wa urujuanimno.

Ni wazi huwezi kuunda elektroni 0.32 za ziada kutoka kwa hewa nyembamba, baada ya yote, fizikia inasema kwamba nishati haiwezi kuundwa kutoka kwa hewa nyembamba, kwa hivyo elektroni hizi za ziada zinatoka wapi?

Yote inategemea kanuni ya jumla ya utendaji kazi wa vifaa vya voltaiki. Wakati fotoni ya mwanga wa tukio inapogonga dutu inayofanya kazi, kwa kawaida silicon, hugonga elektroni kutoka kwa moja ya atomi. Lakini katika baadhi ya matukio, fotoni yenye nishati nyingi inaweza kugonga elektroni mbili bila kuvunja sheria zozote za fizikia.

Hakuna shaka kwamba kutumia jambo hili kunaweza kusaidia sana katika kuboresha muundo wa seli za jua. Katika vifaa vingi vya optoelectronic, ufanisi hupotea kwa njia kadhaa, ikiwa ni pamoja na wakati fotoni zinaakisiwa kutoka kwenye kifaa au elektroni zinapoungana tena na "mashimo" yaliyobaki kwenye atomi kabla ya kukusanywa na saketi.

Lakini timu ya Aalto inasema wameondoa vikwazo hivyo kwa kiasi kikubwa. Silikoni nyeusi hunyonya fotoni nyingi zaidi kuliko vifaa vingine, na miundo midogo na ya safu hupunguza mfuatano wa elektroni kwenye uso wa nyenzo.

Kwa ujumla, maendeleo haya yamewezesha ufanisi wa nje wa kiasi cha kifaa kufikia 130%. Matokeo ya timu hiyo hata yamethibitishwa kwa uhuru na Taasisi ya Kitaifa ya Metrology ya Ujerumani, PTB (Taasisi ya Fizikia ya Shirikisho la Ujerumani).

Kulingana na watafiti, ufanisi huu wa rekodi unaweza kuboresha utendaji wa kimsingi kigunduzi chochote cha picha, ikiwa ni pamoja na seli za jua na vitambuzi vingine vya mwanga, na kigunduzi kipya tayari kinatumika kibiashara.