De acordo com a rede de organização de físicos informou recentemente que pesquisadores finlandeses desenvolveram um fotodetector de silício preto com eficiência quântica externa de 130%, que é a primeira vez que a eficiência de dispositivos fotovoltaicos excede o limite teórico de 100%, o que se espera que aumente muito. melhorar a eficiência dos dispositivos de detecção fotoelétrica, e esses dispositivos são amplamente utilizados em carros, telefones celulares, relógios inteligentes e equipamentos médicos.
Um fotodetector é um sensor que pode medir luz ou outra energia eletromagnética, converter fótons em corrente elétrica e os fótons absorvidos formam pares elétron-buraco.O fotodetector inclui fotodiodo e fototransistor, etc. A eficiência quântica é usada para definir a porcentagem de fótons recebidos por um dispositivo como um fotodetector em um par elétron-buraco, ou seja, a eficiência quântica é igual ao número de elétrons fotogerados dividido por o número de fótons incidentes.
Quando um fóton incidente produz um elétron em um circuito externo, a eficiência quântica externa do dispositivo é de 100% (anteriormente considerado o limite teórico).No último estudo, o fotodetector de silício preto teve uma eficiência de até 130%, o que significa que um fóton incidente produz cerca de 1,3 elétrons.
De acordo com pesquisadores da Universidade Aalto, a arma secreta por trás dessa grande descoberta é o processo de multiplicação de portadores de carga que ocorre dentro da nanoestrutura única do fotodetector de silício preto, que é acionado por fótons de alta energia.Anteriormente, os cientistas não tinham conseguido observar o fenômeno em dispositivos reais porque a presença de perdas elétricas e ópticas reduzia o número de elétrons coletados.“Nossos dispositivos nanoestruturados não têm recombinação nem perda de reflexão, então podemos coletar todos os portadores de carga multiplicados”, explicou a líder do estudo, professora Hera Severn.
Esta eficiência foi verificada pelo Instituto de Tecnologia Física da Sociedade Nacional Alemã de Metrologia (PTB), o serviço de medição mais preciso e confiável da Europa.
Os pesquisadores observam que essa eficiência recorde significa que os cientistas podem melhorar significativamente o desempenho dos dispositivos de detecção fotoelétrica.
“Nossos detectores geraram muito interesse, especialmente nas áreas de biotecnologia e monitoramento de processos industriais”, disse o Dr. Mikko Juntuna, CEO da ElfysInc, uma empresa de propriedade da Universidade Aalto.É relatado que eles começaram a fabricar tais detectores para uso comercial.
Horário da postagem: 11 de julho de 2023