Silizio beltzafotodetektagailuerregistroa: kanpoko eraginkortasun kuantikoa % 132ra arte
Komunikabideen arabera, Aalto Unibertsitateko ikertzaileek % 132rainoko kanpoko eraginkortasun kuantikoa duen gailu optoelektroniko bat garatu dute. Balentria ustekabekoa silizio beltz nanoegituratua erabiliz lortu da, eta aurrerapen handia izan daiteke eguzki-zelulentzat eta beste batzuetarako.fotodetektagailuakHipotetiko gailu fotovoltaiko batek % 100eko kanpoko eraginkortasun kuantikoa badu, horrek esan nahi du bertara iristen den fotoi bakoitzak elektroi bat sortzen duela, eta elektroi hori zirkuitu baten bidez elektrizitate gisa biltzen dela.
Eta gailu berri honek ez du % 100eko eraginkortasuna lortzen bakarrik, % 100 baino gehiago baizik. % 132k fotoi bakoitzeko 1,32 elektroi inguru esan nahi du. Silizio beltza erabiltzen du material aktibo gisa eta argi ultramorea xurgatu dezakeen kono eta zutabe formako nanoegitura du.
Jakina, ezin dituzu 0,32 elektroi gehigarri airetik sortu, azken finean, fisikak dio energia ezin dela airetik sortu, beraz, nondik datoz elektroi gehigarri horiek?
Dena material fotovoltaikoen funtzionamendu-printzipio orokorraren araberakoa da. Argi erasotzailearen fotoi batek substantzia aktibo bati, normalean silizioari, eragiten dionean, elektroi bat kanporatzen du atomo batetik. Baina kasu batzuetan, energia handiko fotoi batek bi elektroi kanporatu ditzake fisikaren legeak hautsi gabe.
Zalantzarik gabe, fenomeno hau aprobetxatzea oso lagungarria izan daiteke eguzki-zelulen diseinua hobetzeko. Material optoelektroniko askotan, eraginkortasuna hainbat modutan galtzen da, besteak beste, fotoiak gailutik islatzen direnean edo elektroiak zirkuituak bildu aurretik atomoetan geratzen diren "zuloekin" birkonbinatzen direnean.
Baina Aaltoren taldeak dio oztopo horiek neurri handi batean kendu dituztela. Silizio beltzak beste material batzuek baino fotoi gehiago xurgatzen ditu, eta nanoegiturak, konikoak eta zutabedunak, materialaren gainazalean elektroien birkonbinazioa murrizten dute.
Oro har, aurrerapen hauek gailuaren kanpoko eraginkortasun kuantikoa % 130era iristea ahalbidetu dute. Taldearen emaitzak Alemaniako Metrologia Institutu nazionalak, PTBk (Alemaniako Fisika Institutu Federalak), egiaztatu ditu modu independentean.
Ikertzaileen arabera, eraginkortasun errekor honek ia edozein fotodetektagailuren errendimendua hobetu dezake, eguzki-zelulak eta beste argi-sentsore batzuk barne, eta detektagailu berria dagoeneko erabiltzen ari da komertzialki.
Argitaratze data: 2023ko uztailaren 31a