ซิลิคอนสีดำเครื่องตรวจจับภาพบันทึก: ประสิทธิภาพควอนตัมภายนอกสูงถึง 132%
ตามรายงานของสื่อ นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยอัลโตได้พัฒนาอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ที่มีประสิทธิภาพควอนตัมภายนอกสูงถึง 132% ความสำเร็จที่ไม่น่าเชื่อนี้เกิดขึ้นได้จากการใช้ซิลิคอนสีดำที่มีโครงสร้างระดับนาโน ซึ่งอาจเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์และอุปกรณ์อื่นๆเครื่องตรวจจับแสงหากอุปกรณ์โฟโตโวลตาอิกในสมมติฐานมีประสิทธิภาพควอนตัมภายนอก 100 เปอร์เซ็นต์ นั่นหมายความว่าโฟตอนทุกตัวที่กระทบจะผลิตอิเล็กตรอน ซึ่งจะถูกเก็บรวบรวมเป็นไฟฟ้าผ่านวงจร
และอุปกรณ์ใหม่นี้ไม่เพียงแต่มีประสิทธิภาพ 100 เปอร์เซ็นต์เท่านั้น แต่ยังมีประสิทธิภาพมากกว่า 100 เปอร์เซ็นต์อีกด้วย โดย 132 เปอร์เซ็นต์ หมายถึงค่าเฉลี่ยอิเล็กตรอน 1.32 ตัวต่อโฟตอน อุปกรณ์นี้ใช้ซิลิคอนสีดำเป็นวัสดุออกฤทธิ์ และมีโครงสร้างนาโนแบบกรวยและคอลัมน์ที่สามารถดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตได้
เห็นได้ชัดว่าคุณไม่สามารถสร้างอิเล็กตรอนเพิ่ม 0.32 ตัวจากอากาศบางๆ ได้ เพราะฟิสิกส์บอกว่าพลังงานไม่สามารถสร้างได้จากอากาศบางๆ แล้วอิเล็กตรอนเพิ่มเหล่านี้มาจากไหน?
ทั้งหมดนี้สรุปลงที่หลักการทำงานทั่วไปของวัสดุโฟโตวอลตาอิก เมื่อโฟตอนของแสงตกกระทบกับสารออกฤทธิ์ ซึ่งโดยปกติคือซิลิกอน มันจะกระแทกอิเล็กตรอนออกจากอะตอมหนึ่ง แต่ในบางกรณี โฟตอนพลังงานสูงสามารถกระแทกอิเล็กตรอนสองตัวได้โดยไม่ขัดต่อกฎฟิสิกส์ใดๆ
ไม่ต้องสงสัยเลยว่าการใช้ประโยชน์จากปรากฏการณ์นี้จะเป็นประโยชน์อย่างมากในการปรับปรุงการออกแบบเซลล์แสงอาทิตย์ ในวัสดุออปโตอิเล็กทรอนิกส์หลายชนิด ประสิทธิภาพจะลดลงในหลายรูปแบบ เช่น เมื่อโฟตอนสะท้อนออกจากอุปกรณ์ หรือเมื่ออิเล็กตรอนรวมตัวกับ "หลุม" ที่เหลืออยู่ในอะตอมก่อนที่จะถูกรวบรวมโดยวงจร
แต่ทีมของอัลโตกล่าวว่าพวกเขาได้ขจัดอุปสรรคเหล่านั้นออกไปได้เกือบหมดแล้ว ซิลิคอนสีดำดูดซับโฟตอนได้มากกว่าวัสดุอื่นๆ และโครงสร้างนาโนรูปทรงเรียวและทรงคอลัมน์ช่วยลดการรวมตัวของอิเล็กตรอนบนพื้นผิวของวัสดุ
โดยรวมแล้ว ความก้าวหน้าเหล่านี้ทำให้ประสิทธิภาพควอนตัมภายนอกของอุปกรณ์นี้สูงถึง 130% ผลการทดสอบของทีมวิจัยยังได้รับการรับรองโดยอิสระจากสถาบันมาตรวิทยาแห่งชาติของเยอรมนี (PTB)
ตามที่นักวิจัยระบุ ประสิทธิภาพการบันทึกนี้สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่องตรวจจับแสงแทบทุกชนิด รวมถึงเซลล์แสงอาทิตย์และเซ็นเซอร์แสงอื่นๆ และเครื่องตรวจจับชนิดใหม่นี้ถูกนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์แล้ว
เวลาโพสต์: 31 ก.ค. 2566