나노 기술

132 % 효율을 제공하는 블랙 실리콘 구동 광전지 장치

132 % 효율을 제공하는 블랙 실리콘 구동 광전지 장치


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핀란드 Aalto 대학의 연구원들은 132 %의 양자 효율을 가진 광전지 장치 설계를 내놓았습니다.

이 인상적이고 겉으로는 불가능 해 보이는 익스플로잇은 나노 구조 블랙 실리콘 덕분에 가능했습니다. 낮은 반사율높은 빛 흡수. 이 성과는 태양 전지 기술의 큰 도약이 될 수 있습니다.

가설 적으로 장치의 양자 효율이 100 % 인 경우 장치에 닿는 모든 광자는 하나의 전자를 생성하고 회로를 통해 전달되어 전기로 생성됩니다.

그러나이 장치는 효율성이 무려 132 % 나됩니다. 이것이 실제로 의미하는 것은 각 광자가 추가 전자가 궤도에서 떨어져 회로에 합류 할 확률이 약 1/3 인 전자를 생성한다는 것입니다.

다음 사항도 참조 : 실리콘의 가장 혁신적인 용도

"부 ...하지만 물리 법칙은 어떻습니까? 우리는 무에서 전기를 만들 수 없습니다!"

이것이 어떻게 가능한지 이해하려면 먼저 태양 광 물질이 어떻게 작동하는지 이해해야합니다. 광자가 광기 전력 장치의 표면에 부딪히면 전자가 궤도에서 떨어집니다. 특정 상황에서 고 에너지 광자는 궤도에서 두 개의 전자를 충돌시킬 수 있습니다. 그래서 우리는 여전히 여기서 우리 우주의 법칙을 준수하고 있습니다.

많은 태양 전지에서 특정 요인으로 인해 효율성이 저하됩니다. 때때로 광자는 전자와 상호 작용하지 않고 소자 표면에서 반사되거나 녹아웃 된 전자가 회로에 결합하기 전에 다른 원자에 남겨진 구멍을 채 웁니다.

따라서 최근 개발을 통해 Aalto 팀은 이러한 장벽을 크게 넘어 섰다고 말합니다. 블랙 실리콘은 다른 재료보다 훨씬 더 효율적으로 광자를 흡수하며 원뿔과 기둥이있는 나노 구조는 표면에서 전자의 재결합을 크게 방지합니다.

팀은이 기록적인 효율성이 태양 전지나 다른 목적을위한 광 센서와 같은 모든 종류의 광 검출기를 개선하는 데 사용될 수 있다고 말합니다.

이 연구는 2020 년 7 월 28 일 Physical Review Letters에 게시되도록 승인되었습니다.


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