Rekodi ya kigundua picha cha silicon nyeusi: ufanisi wa quantum ya nje hadi 132%

Silicon nyeusikigundua picharekodi: ufanisi wa kiasi cha nje hadi 132%

Kulingana na ripoti za vyombo vya habari, watafiti katika Chuo Kikuu cha Aalto wameunda kifaa cha optoelectronic chenye ufanisi wa nje wa hadi 132%. Jambo hili lisilowezekana lilipatikana kwa kutumia silikoni nyeusi isiyo na muundo, ambayo inaweza kuwa mafanikio makubwa kwa seli za jua na zingine.vigunduzi vya picha. Ikiwa kifaa cha dhahania cha photovoltaic kina ufanisi wa quantum ya nje ya asilimia 100, hiyo ina maana kwamba kila photoni inayoipiga hutoa elektroni, ambayo inakusanywa kama umeme kupitia sakiti.

Na kifaa hiki kipya sio tu kufikia ufanisi wa asilimia 100, lakini zaidi ya asilimia 100. 132% inamaanisha wastani wa elektroni 1.32 kwa fotoni. Inatumia silikoni nyeusi kama nyenzo inayotumika na ina muundo wa koni na safu ambao unaweza kunyonya mwanga wa urujuanimno.

Ni wazi kwamba 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 hiyo elektroni hizi za ziada zinatoka wapi?

Yote inakuja kwa kanuni ya jumla ya kazi ya vifaa vya photovoltaic. Fotoni ya mwanga wa tukio inapogonga dutu inayotumika, kwa kawaida silikoni, huondoa elektroni kutoka kwa moja ya atomi. Lakini katika baadhi ya matukio, photon ya juu ya nishati inaweza kubisha elektroni mbili bila kuvunja sheria yoyote ya fizikia.

Hakuna shaka kwamba kutumia jambo hili kunaweza kusaidia sana katika kuboresha muundo wa seli za jua. Katika nyenzo nyingi za optoelectronic, ufanisi hupotea kwa njia kadhaa, ikiwa ni pamoja na wakati fotoni zinaonyeshwa kutoka kwa kifaa au elektroni huchanganyika na "mashimo" yaliyoachwa kwenye atomi kabla ya kukusanywa na mzunguko.

Lakini timu ya Aalto inasema wameondoa kwa kiasi kikubwa vikwazo hivyo. Silicon nyeusi hufyonza fotoni zaidi kuliko nyenzo zingine, na muundo wa nano zilizopunguzwa na safu hupunguza muunganisho wa elektroni kwenye uso wa nyenzo.

Kwa ujumla, maendeleo haya yamewezesha ufanisi wa quantum ya nje ya kifaa kufikia 130%. Matokeo ya timu hata yamethibitishwa kwa kujitegemea na Taasisi ya kitaifa ya Ujerumani ya Metrology, PTB (Taasisi ya Shirikisho la Ujerumani ya Fizikia).

Kulingana na watafiti, ufanisi huu wa rekodi unaweza kuboresha utendakazi wa kigundua picha chochote, pamoja na seli za jua na sensorer zingine za mwanga, na kigunduzi kipya tayari kinatumika kibiashara.