Según la Red de la Organización de Físicos, informó recientemente que los investigadores finlandeses han desarrollado un fotodetector de silicio negro con una eficiencia cuántica externa del 130%, que es la primera vez que la eficiencia de los dispositivos fotovoltaicos excede el límite teórico del 100%, que se espera que mejore en gran medida la eficiencia de los dispositivos de dispositivos, y estos dispositivos se usan en automóviles, phonos móviles, observaciones inteligentes y equipos de medicina inteligentes.
Un fotodetector es un sensor que puede medir la luz u otra energía electromagnética, convertir los fotones en una corriente eléctrica y los fotones absorbidos forman pares de electrones. El fotodetector incluye fotodiodos y fototransistores, etc. La eficiencia cuántica se utiliza para definir el porcentaje de fotones recibidos por un dispositivo como un fotodetector en un par de electrones, es decir, la eficiencia cuántica es igual al número de electrones fotogenerados divididos por el número de fotones incidentes.
Cuando un fotón incidente produce un electrón en un circuito externo, la eficiencia cuántica externa del dispositivo es del 100% (anteriormente se cree que era el límite teórico). En el último estudio, el fotodetector de silicio negro tuvo una eficiencia de hasta el 130 por ciento, lo que significa que un fotón incidente produce aproximadamente 1.3 electrones.
Según los investigadores de la Universidad de Aalto, el arma secreta detrás de este gran avance es el proceso de multiplicación de portadores de carga que ocurre dentro de la nanoestructura única del fotodetector de silicio negro, que se desencadena por fotones de alta energía. Anteriormente, los científicos no habían podido observar el fenómeno en dispositivos reales porque la presencia de pérdidas eléctricas y ópticas redujo el número de electrones recolectados. "Nuestros dispositivos nanoestructurados no tienen recombinación ni pérdida de reflexión, por lo que podemos recolectar todos los portadores de carga multiplicados", explicó la líder del estudio, la profesora Hera Severn.
Esta eficiencia ha sido verificada por el Instituto de Tecnología Física de la Sociedad Nacional de Metrología alemana (PTB), el servicio de medición más preciso y confiable en Europa.
Los investigadores señalan que esta eficiencia récord significa que los científicos pueden mejorar en gran medida el rendimiento de los dispositivos de detección fotoeléctrica.
"Nuestros detectores han generado mucho interés, especialmente en las áreas de biotecnología y monitoreo de procesos industriales", dijo el Dr. Mikko Juntuna, CEO de Elfysinc, una compañía propiedad de la Universidad de Aalto. Se informa que han comenzado a fabricar tales detectores para uso comercial.
Tiempo de publicación: julio-11-2023