luckyea77 (luckyea77) wrote,
luckyea77
luckyea77

Category:

Фотодетектор из черного кремния показал «невозможное» рекордное КПД в 132%



Ученые из Финляндии придумали, как одной частицей света выбить из фотогальванического материала больше одного электрона. Это, казалось бы, невозможное достижение стало реальным благодаря уникальной структуре черного кремния. Открытие может применяться в производстве солнечных элементов и других фотодетекторов.

В теории, если у гипотетического фотогальванического устройства внешняя квантовая эффективность равна 100%, это значит, что каждый фотон, попадающий на него, вырабатывает один электрон, который превращается в электричество.

Ученые из Университета Аальто создали фотодетектор, КПД которого превосходит 100% — с каждого фотона он получает в среднем 1,32 электрона. Создан он из черного кремния, активного материала, абсорбирующего ультрафиолетовый свет благодаря своей наноструктуре из колонн и конусов.

Казалось бы, такое невозможно, ведь законы физики утверждают, что энергия не может взяться из ниоткуда. Ответ в устройстве фотогальванических материалов. Когда фотон света сталкивается с активным материалом — обычно с кремнием — он выбивает электрон в одном из его атомов. Но в определенных обстоятельствах один высокоэнергетический фотон может выбить два электрона, не нарушая никаких правил.

Производительность обычных фотогальванических материалов снижается по ряду причин, например, потому что фотоны отражаются от устройства или электроны рекомбинируются с дырками, которые они оставляют в атомах, и не попадают в цепь.

Но команда финских ученых по большей части справилась с этими трудностями. Черный кремний абсорбирует намного больше фотонов, чем другие материалы, а конус и колонны его структуры сокращают рекомбинацию электронов на поверхности, пишет New Atlas.

Производительность устройства была подтверждена независимой коллегией ученых из Физико-технического федерального института Германии. Технология позволяет улучшить КПД практически любого фотодетектора, в том числе, солнечных элементов или других фотосенсоров. Коммерческое производство рекордных фотодетекторов уже началось.

Tags: электроэнергия
Subscribe

Posts from This Journal “электроэнергия” Tag

promo luckyea77 июнь 19, 23:05 11
Buy for 10 tokens
Часть 1 Часть 2 Часть 3 Часть 4 Часть 5 Март 2018 года Индустриализация стала основным инструментом достижения экономического богатства стран, начиная с появления прядильных машин в конце XVIII века; при смене технологических укладов менялись местами мировые промышленные лидеры. Какой…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 2 comments