कालो सिलिकनफोटोडिटेक्टररेकर्ड: बाह्य क्वान्टम दक्षता १३२% सम्म
मिडिया रिपोर्टहरूका अनुसार, आल्टो विश्वविद्यालयका अनुसन्धानकर्ताहरूले १३२% सम्मको बाह्य क्वान्टम दक्षता भएको अप्टोइलेक्ट्रोनिक उपकरण विकास गरेका छन्। यो असम्भव उपलब्धि न्यानोस्ट्रक्चर्ड ब्ल्याक सिलिकन प्रयोग गरेर हासिल गरिएको थियो, जुन सौर्य कोषहरू र अन्यको लागि एक प्रमुख सफलता हुन सक्छ।फोटो डिटेक्टरहरू। यदि कुनै काल्पनिक फोटोभोल्टिक उपकरणको बाह्य क्वान्टम दक्षता १०० प्रतिशत छ भने, यसको अर्थ यसलाई ठोक्किने प्रत्येक फोटोनले इलेक्ट्रोन उत्पादन गर्छ, जुन सर्किट मार्फत बिजुलीको रूपमा सङ्कलन गरिन्छ।
र यो नयाँ उपकरणले १०० प्रतिशत दक्षता मात्र हासिल गर्दैन, तर १०० प्रतिशतभन्दा बढी पनि हासिल गर्दछ। १३२% को अर्थ प्रति फोटोन औसत १.३२ इलेक्ट्रोन हो। यसले सक्रिय सामग्रीको रूपमा कालो सिलिकन प्रयोग गर्दछ र यसमा पराबैंगनी प्रकाश अवशोषित गर्न सक्ने कोन र स्तम्भकार न्यानोस्ट्रक्चर छ।
स्पष्ट रूपमा तपाईंले पातलो हावाबाट ०.३२ अतिरिक्त इलेक्ट्रोनहरू सिर्जना गर्न सक्नुहुन्न, आखिर, भौतिकशास्त्रले भन्छ कि पातलो हावाबाट ऊर्जा सिर्जना गर्न सकिँदैन, त्यसोभए यी अतिरिक्त इलेक्ट्रोनहरू कहाँबाट आउँछन्?
यो सबै फोटोभोल्टिक सामग्रीहरूको सामान्य कार्य सिद्धान्तमा निर्भर गर्दछ। जब आपतकालीन प्रकाशको फोटोनले सक्रिय पदार्थ, सामान्यतया सिलिकनलाई ठोक्छ, यसले एउटा परमाणुबाट इलेक्ट्रोनलाई ढकढक्याउँछ। तर केही अवस्थामा, उच्च-ऊर्जा फोटोनले भौतिक विज्ञानको कुनै पनि नियम तोड्न बिना दुई इलेक्ट्रोनहरूलाई ढकढक्याउन सक्छ।
यस घटनालाई दोहन गर्नु सौर्य कोषहरूको डिजाइन सुधार गर्न धेरै सहयोगी हुन सक्छ भन्ने कुरामा कुनै शंका छैन। धेरै अप्टोइलेक्ट्रोनिक सामग्रीहरूमा, दक्षता धेरै तरिकाले हराउँछ, जसमा जब फोटोनहरू उपकरणबाट परावर्तित हुन्छन् वा इलेक्ट्रोनहरू सर्किटद्वारा सङ्कलन गर्नु अघि परमाणुहरूमा छोडिएका "प्वालहरू" सँग पुन: संयोजन हुन्छन्।
तर आल्टोको टोलीले ती अवरोधहरू धेरै हदसम्म हटाएको बताएको छ। कालो सिलिकनले अन्य सामग्रीहरू भन्दा बढी फोटनहरू अवशोषित गर्दछ, र टेपर्ड र स्तम्भकार न्यानोस्ट्रक्चरहरूले सामग्रीको सतहमा इलेक्ट्रोन पुनर्संयोजन कम गर्दछ।
समग्रमा, यी प्रगतिहरूले उपकरणको बाह्य क्वान्टम दक्षता १३०% पुग्न सक्षम बनाएको छ। टोलीको नतिजा जर्मनीको राष्ट्रिय मेट्रोलोजी संस्थान, PTB (जर्मन फेडरल इन्स्टिच्युट अफ फिजिक्स) द्वारा स्वतन्त्र रूपमा प्रमाणित गरिएको छ।
अनुसन्धानकर्ताहरूका अनुसार, यो रेकर्ड दक्षताले सौर्य कोषहरू र अन्य प्रकाश सेन्सरहरू सहित मूलतः कुनै पनि फोटोडिटेक्टरको कार्यसम्पादन सुधार गर्न सक्छ, र नयाँ डिटेक्टर पहिले नै व्यावसायिक रूपमा प्रयोग भइरहेको छ।
पोस्ट समय: जुलाई-३१-२०२३