محققان دانشگاه Aalto یک دستگاه آشکارساز نوری سیلیکون سیاه به وسیله نانوساختار تهیه کرده اند که به راندمان بالای 130٪ رسیده است. بنابراین برای اولین بار یک دستگاه فتوولتائیک از مرز 100٪ فراتر رفته است. این موضوع قبلاً به عنوان نظریه حداکثر بهره وری کوانتوم خارجی در نظر گرفته شده بود.
پروفسور هله ساوین، رئیس گروه تحقیقاتی فیزیک الکترون در دانشگاه آلتو می گوید وقتی نتایج را دیدیم به سختی می توانستیم با چشمانمان باور کنیم. بنابرین بلافاصله می خواستیم نتایج آشکارساز نوری سیلیکون سیاه را با اندازه گیری های مستقل بررسی کنیم.
اندازه گیری های مستقل توسط موسسه ملی اندازه گیری آلمان (Physikalisch-Technische Bundesanstalt) انجام شد. این موسسه شناخته ترین مرکز برای ارائه دقیق ترین و مطمئن ترین خدمات اندازه گیری در اروپا است.
رئیس آزمایشگاه رادیومتری PTB، دکتر لوتز ورنر اظهار داشت که پس از مشاهده نتایج، فوراً فهمیدم که این یک پیشرفت چشمگیر در جهان است و در عین حال برای مترولوژی ها یک قدم بسیار مهم است.
راز موفقیت در این موفقیت: نانوساختار های بی نظیر
راندمان کوانتوم خارجی دستگاه 100٪ است و این دستگاه یک فوتون ورودی را به یک الکترون برای مدار خارجی تبدیل می کند. اما راندمان 130٪ بدین معنی است که دستگاه یک فوتون ورودی را تقریباً به 1.3 الکترون تبدیل می کند.
محققان دریافتند که منشأ کارآیی کوانتوم خارجی فوق العاده بالا در فرایند ضرب بار بر حامل در نانوساختار های سیلیکونی است که توسط فوتونهای پرانرژی ایجاد می شود. این پدیده در اوایل در دستگاههای واقعی قابل مشاهده نبود زیرا وجود تلفات الکتریکی و نوری باعث کاهش تعداد الکترونهای جمع آوری شده است.
پروفسور ساوین توضیح می دهد که ما می توانیم تمام حامل های بار ضرب شده را بدون نیاز به جداکننده خارجی جمع آوری کنیم زیرا دستگاه نانوساختار ما عاری از افت بازآفرینی و بازتاب است.
در عمل راندمان رکورد به این معنی است که می توان عملکرد هر دستگاهی که از تشخیص نور استفاده می کند، به شدت بهبود پیدا کند. تشخیص نور قبلاً در زندگی روزمره ما به طور گسترده در اتومبیل ها، ساعت ها و … مورد استفاده قرار می گیرد.
دکتر میککو جونتونن ، مدیرعامل شرکت اسپین آف دانشگاه آلتو ، شرکت الفیس می گوید که ردیاب های ما در حال حاضر به خصوص در زمینه بیوتکنولوژی و نظارت بر فرآیندهای صنعتی جذابیت های زیادی را به دست می آورند و آنها در حال حاضر ردیاب ها را برای استفاده تجاری تولید می کنند.
نتایج منجر به راندمان رکورد در مقاله ای با عنوان “عکسهای ماوراء بنفش سیلیکون سیاه به راندمان کوانتوم خارجی بالاتر از 130٪ به راندمان کوانتوم خارجی می رسد”. به چاب رسیده است.
منبع: phys
