Según la organización de físicos Network informó recientemente que 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 supera el límite teórico del 100%, lo que se espera que aumente considerablemente. mejorar la eficiencia de los dispositivos de detección fotoeléctrica, y estos dispositivos se utilizan ampliamente en automóviles, teléfonos móviles, relojes inteligentes y equipos médicos.
Un fotodetector es un sensor que puede medir la luz u otra energía electromagnética, convertir fotones en corriente eléctrica y los fotones absorbidos forman pares electrón-hueco.El fotodetector incluye fotodiodo y fototransistor, etc. La eficiencia cuántica se utiliza para definir el porcentaje de fotones recibidos por un dispositivo como un fotodetector en un par electrón-hueco, es decir, la eficiencia cuántica es igual al número de electrones fotogenerados dividido 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 pensaba 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 alrededor de 1,3 electrones.
Según investigadores de la Universidad 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 activa mediante fotones de alta energía.Hasta ahora, los científicos no habían podido observar el fenómeno en dispositivos reales porque la presencia de pérdidas eléctricas y ópticas reducía el número de electrones recogidos."Nuestros dispositivos nanoestructurados no tienen recombinación ni pérdida por 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 Alemana de Metrología (PTB), el servicio de medición más preciso y fiable de 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, director ejecutivo de ElfysInc, una empresa propiedad de la Universidad de Aalto.Se informa que han comenzado a fabricar este tipo de detectores para uso comercial.
Hora de publicación: 11-jul-2023