Segons la xarxa d'organitzacions de físics va informar recentment que els investigadors finlandesos han desenvolupat un fotodetector de silici negre amb una eficiència quàntica externa del 130%, que és la primera vegada que l'eficiència dels dispositius fotovoltaics supera el límit teòric del 100%, que s'espera que sigui molt important. milloren l'eficiència dels dispositius de detecció fotoelèctrica, i aquests dispositius s'utilitzen àmpliament en cotxes, telèfons mòbils, rellotges intel·ligents i equips mèdics.
Un fotodetector és un sensor que pot mesurar la llum o una altra energia electromagnètica, convertir els fotons en un corrent elèctric i els fotons absorbits formen parells electró-forat.El fotodetector inclou fotodiode i fototransistor, etc. L'eficiència quàntica s'utilitza per definir el percentatge de fotons rebuts per un dispositiu com un fotodetector en un parell electró-forat, és a dir, l'eficiència quàntica és igual al nombre d'electrons fotogenerats dividit per el nombre de fotons incidents.
Quan un fotó incident produeix un electró a un circuit extern, l'eficiència quàntica externa del dispositiu és del 100% (abans es pensava que era el límit teòric).En l'últim estudi, el fotodetector de silici negre tenia una eficiència de fins a un 130 per cent, el que significa que un fotó incident produeix uns 1,3 electrons.
Segons els investigadors de la Universitat d'Aalto, l'arma secreta darrere d'aquest gran avenç és el procés de multiplicació del portador de càrrega que es produeix dins de la nanoestructura única del fotodetector de silici negre, que s'activa per fotons d'alta energia.Anteriorment, els científics no havien pogut observar el fenomen en dispositius reals perquè la presència de pèrdues elèctriques i òptiques reduïa el nombre d'electrons recollits."Els nostres dispositius nanoestructurats no tenen recombinació ni pèrdua de reflexió, de manera que podem recollir tots els portadors de càrrega multiplicats", va explicar la professora Hera Severn, líder de l'estudi.
Aquesta eficiència ha estat verificada per l'Institut de Tecnologia Física de la Societat Nacional de Metrologia d'Alemanya (PTB), el servei de mesurament més precís i fiable d'Europa.
Els investigadors assenyalen que aquesta eficiència rècord significa que els científics poden millorar molt el rendiment dels dispositius de detecció fotoelèctrica.
"Els nostres detectors han generat molt d'interès, especialment en les àrees de la biotecnologia i el seguiment de processos industrials", va dir el doctor Mikko Juntuna, director general d'ElfysInc, una empresa propietat de la Universitat d'Aalto.S'informa que han començat a fabricar aquests detectors per a ús comercial.
Hora de publicació: 11-jul-2023