Silício pretofotodetectorRegistro: eficiência quântica externa de até 132%
Segundo relatos da mídia, os pesquisadores da Universidade Aalto desenvolveram um dispositivo optoeletrônico com uma eficiência quântica externa de até 132%. Esse feito improvável foi alcançado usando o silício preto nanoestruturado, o que poderia ser um grande avanço para células solares e outrasfotodetectores. Se um dispositivo fotovoltaico hipotético tiver uma eficiência quântica externa de 100 %, isso significa que todo fóton que atinge ele produz um elétron, que é coletado como eletricidade através de um circuito.
E esse novo dispositivo não apenas atinge 100 % de eficiência, mas mais de 100 %. 132% significa uma média de 1,32 elétrons por fóton. Ele usa silício preto como material ativo e possui uma nanoestrutura de cone e cone que pode absorver a luz ultravioleta.
Obviamente, você não pode criar 0,32 elétrons extras do nada, afinal, a física diz que a energia não pode ser criada do nada; então, de onde vêm esses elétrons extras?
Tudo se resume ao princípio geral de trabalho de materiais fotovoltaicos. Quando um fóton da luz incidente atinge uma substância ativa, geralmente o silício, ele derruba um elétron de um dos átomos. Mas, em alguns casos, um fóton de alta energia pode eliminar dois elétrons sem violar nenhuma lei da física.
Não há dúvida de que aproveitar esse fenômeno pode ser muito útil para melhorar o design das células solares. Em muitos materiais optoeletrônicos, a eficiência é perdida de várias maneiras, inclusive quando os fótons são refletidos fora do dispositivo ou dos elétrons recombinam com os "orifícios" deixados nos átomos antes de serem coletados pelo circuito.
Mas a equipe de Aalto diz que eles removeram amplamente esses obstáculos. O silício preto absorve mais fótons do que outros materiais, e as nanoestruturas cônicas e colunares reduzem a recombinação de elétrons na superfície do material.
No geral, esses avanços permitiram que a eficiência quântica externa do dispositivo atingisse 130%. Os resultados da equipe foram verificados independentemente pelo Instituto Nacional de Metrologia da Alemanha, o PTB (Instituto Federal de Física Alemão).
Segundo os pesquisadores, essa eficiência de registro poderia melhorar o desempenho de basicamente qualquer fotodetector, incluindo células solares e outros sensores de luz, e o novo detector já está sendo usado comercialmente.
Hora de postagem: Jul-31-2023