ซิลิคอนสีดำเครื่องตรวจจับภาพบันทึก: ประสิทธิภาพควอนตัมภายนอกสูงถึง 132%
ตามรายงานของสื่อ นักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Aalto ได้พัฒนาอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ที่มีประสิทธิภาพควอนตัมภายนอกสูงถึง 132% ความสำเร็จที่ไม่น่าจะเป็นไปได้นี้ทำได้โดยใช้ซิลิกอนสีดำที่มีโครงสร้างระดับนาโน ซึ่งอาจเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์และอุปกรณ์อื่นๆเครื่องตรวจจับแสงหากอุปกรณ์โฟโตวอลตาอิคเชิงสมมติฐานมีประสิทธิภาพควอนตัมภายนอก 100 เปอร์เซ็นต์ นั่นหมายความว่าโฟตอนทุกตัวที่กระทบจะผลิตอิเล็กตรอนขึ้นมา ซึ่งจะถูกเก็บรวบรวมเป็นไฟฟ้าผ่านวงจร
อุปกรณ์ใหม่นี้ไม่เพียงแต่มีประสิทธิภาพ 100 เปอร์เซ็นต์เท่านั้น แต่ยังมีประสิทธิภาพมากกว่า 100 เปอร์เซ็นต์อีกด้วย โดย 132 เปอร์เซ็นต์หมายถึงค่าเฉลี่ยอิเล็กตรอน 1.32 ตัวต่อโฟตอน อุปกรณ์นี้ใช้ซิลิกอนสีดำเป็นวัสดุที่ใช้งาน และมีโครงสร้างนาโนแบบกรวยและคอลัมน์ที่สามารถดูดซับแสงอัลตราไวโอเลตได้
เห็นได้ชัดว่าคุณไม่สามารถสร้างอิเล็กตรอนพิเศษ 0.32 ตัวจากอากาศบางๆ ได้ เพราะอย่างไรก็ตาม ฟิสิกส์บอกว่าพลังงานไม่สามารถสร้างได้จากอากาศบางๆ แล้วอิเล็กตรอนพิเศษเหล่านี้มาจากไหน
ทั้งหมดนี้สรุปได้จากหลักการทำงานทั่วไปของวัสดุโฟโตวอลตาอิค เมื่อโฟตอนของแสงตกกระทบกับสารออกฤทธิ์ ซึ่งโดยปกติคือซิลิกอน โฟตอนจะกระแทกอิเล็กตรอนออกจากอะตอมหนึ่ง แต่ในบางกรณี โฟตอนพลังงานสูงสามารถกระแทกอิเล็กตรอนสองตัวได้โดยไม่ฝ่าฝืนกฎฟิสิกส์ใดๆ
ไม่ต้องสงสัยเลยว่าการใช้ประโยชน์จากปรากฏการณ์นี้สามารถช่วยเหลือได้มากในการปรับปรุงการออกแบบเซลล์แสงอาทิตย์ ในวัสดุออปโตอิเล็กทรอนิกส์หลายชนิด ประสิทธิภาพจะสูญเสียไปในหลายๆ วิธี รวมถึงเมื่อโฟตอนสะท้อนออกจากอุปกรณ์หรือเมื่ออิเล็กตรอนรวมตัวกับ "รู" ที่เหลืออยู่ในอะตอมก่อนที่จะถูกเก็บรวบรวมโดยวงจร
อย่างไรก็ตาม ทีมของ Aalto กล่าวว่าพวกเขาได้ขจัดอุปสรรคเหล่านั้นไปได้เกือบหมดแล้ว ซิลิกอนสีดำดูดซับโฟตอนได้มากกว่าวัสดุอื่น และโครงสร้างนาโนรูปทรงเรียวและทรงคอลัมน์ช่วยลดการรวมตัวของอิเล็กตรอนบนพื้นผิวของวัสดุ
โดยรวมแล้ว ความก้าวหน้าเหล่านี้ทำให้ประสิทธิภาพควอนตัมภายนอกของอุปกรณ์สามารถไปถึง 130% ผลลัพธ์ของทีมยังได้รับการยืนยันโดยอิสระจากสถาบันมาตรวิทยาแห่งชาติของเยอรมนี (PTB)
ตามที่นักวิจัยได้กล่าวไว้ ประสิทธิภาพการบันทึกนี้สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่องตรวจจับแสงเกือบทุกประเภทได้ รวมไปถึงเซลล์แสงอาทิตย์และเซ็นเซอร์วัดแสงอื่นๆ โดยเครื่องตรวจจับชนิดใหม่นี้ถูกนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์แล้ว
เวลาโพสต์ : 31 ก.ค. 2566