סיליקון שחורגלאי פוטורשומה: יעילות קוונטית חיצונית עד 132%
על פי דיווחי התקשורת, חוקרים מאוניברסיטת AALTO פיתחו מכשיר אופטו -אלקטרוני עם יעילות קוונטית חיצונית של עד 132%. הישג לא סביר זה הושג על ידי שימוש בסיליקון שחור ננו -מבנה, שיכול להיות פריצת דרך משמעותית עבור תאים סולאריים ואחריםפוטו -גטוריםו אם למכשיר פוטו -וולטאי היפותטי יש יעילות קוונטית חיצונית של 100 אחוז, זה אומר שכל פוטון שמכה אותו מייצר אלקטרון, שנאסף כחשמל דרך מעגל.
והמכשיר החדש הזה לא רק משיג יעילות של 100 אחוז, אלא יותר ממאה אחוז. 132% פירושו בממוצע 1.32 אלקטרונים לפוטון. הוא משתמש בסיליקון שחור כחומר הפעיל ובו חרוט וננו -מבנה עמודים שיכול לספוג אור אולטרה סגול.
ברור שאתה לא יכול ליצור 0.32 אלקטרונים נוספים מהאוויר, אחרי הכל, הפיזיקה אומרת שלא ניתן ליצור אנרגיה מתוך אוויר דק, אז מאיפה מגיעים האלקטרונים הנוספים האלה?
הכל מסתכם בעקרון העבודה הכללי של חומרים פוטו -וולטאיים. כאשר פוטון של האור האירוע פוגע בחומר פעיל, בדרך כלל סיליקון, הוא מכה אלקטרון מאחד האטומים. אך במקרים מסוימים, פוטון בעל אנרגיה גבוהה יכול להפיל שני אלקטרונים מבלי להפר את חוקי הפיזיקה.
אין ספק שרתום תופעה זו יכולה להועיל מאוד בשיפור העיצוב של תאים סולאריים. בחומרים אופטואלקטרוניים רבים, היעילות אבודה במספר דרכים, כולל כאשר פוטונים משתקפים מהמכשיר או האלקטרונים מתרשמים מחדש עם ה"חורים "שנותרו באטומים לפני שנאסף על ידי המעגל.
אולם הצוות של AALTO אומר שהם הסירו במידה רבה את המכשולים האלה. סיליקון שחור סופג יותר פוטונים מאשר חומרים אחרים, והמבנים הננו -מחודדים והמתמודדים מפחיתים רקומבינציה אלקטרונית על פני החומר.
בסך הכל, התקדמות זו אפשרה ליעילות הקוונטית החיצונית של המכשיר להגיע ל -130%. תוצאות הצוות אף אומתו באופן עצמאי על ידי המכון הלאומי למטרולוגיה של גרמניה, ה- PTB (המכון הפדרלי לפיזיקה גרמנית).
לטענת החוקרים, יעילות רשומה זו עשויה לשפר את הביצועים של בעצם כל פוטו -גלאר, כולל תאים סולאריים וחיישני אור אחרים, והגלאי החדש כבר משמש באופן מסחרי.
זמן הודעה: Jul-31-2023