Menurut jaringan organisasi fisikawan baru-baru ini melaporkan bahwa peneliti Finlandia telah mengembangkan fotodetektor silikon hitam dengan efisiensi kuantum eksternal sebesar 130%, yang merupakan pertama kalinya efisiensi perangkat fotovoltaik melampaui batas teoritis 100%, yang diharapkan dapat sangat meningkatkan efisiensi perangkat deteksi fotolistrik, dan perangkat ini banyak digunakan di mobil, ponsel, jam tangan pintar, dan peralatan medis.
Fotodetektor adalah sensor yang dapat mengukur cahaya atau energi elektromagnetik lainnya, mengubah foton menjadi arus listrik, dan foton yang diserap membentuk pasangan elektron-lubang. Fotodetektor mencakup fotodioda dan fototransistor, dll. Efisiensi kuantum digunakan untuk menentukan persentase foton yang diterima oleh perangkat seperti fotodetektor menjadi pasangan elektron-lubang, yaitu, efisiensi kuantum sama dengan jumlah elektron yang dihasilkan foto dibagi dengan jumlah foton yang datang.
Ketika foton insiden menghasilkan elektron ke sirkuit eksternal, efisiensi kuantum eksternal perangkat tersebut adalah 100% (sebelumnya dianggap sebagai batas teoritis). Dalam studi terbaru, fotodetektor silikon hitam memiliki efisiensi hingga 130 persen, yang berarti bahwa satu foton insiden menghasilkan sekitar 1,3 elektron.
Menurut para peneliti Universitas Aalto, senjata rahasia di balik terobosan besar ini adalah proses penggandaan pembawa muatan yang terjadi dalam nanostruktur unik fotodetektor silikon hitam, yang dipicu oleh foton berenergi tinggi. Sebelumnya, para ilmuwan tidak dapat mengamati fenomena tersebut dalam perangkat nyata karena adanya kerugian listrik dan optik mengurangi jumlah elektron yang terkumpul. "Perangkat berstruktur nano kami tidak memiliki rekombinasi dan tidak ada kerugian refleksi, sehingga kami dapat mengumpulkan semua pembawa muatan yang berlipat ganda," jelas pemimpin studi Profesor Hera Severn.
Efisiensi ini telah diverifikasi oleh Institut Teknologi Fisika dari Masyarakat Metrologi Nasional Jerman (PTB), layanan pengukuran yang paling akurat dan dapat diandalkan di Eropa.
Para peneliti mencatat bahwa rekor efisiensi ini berarti bahwa para ilmuwan dapat meningkatkan kinerja perangkat deteksi fotolistrik secara signifikan.
“Detektor kami telah menarik banyak minat, terutama di bidang bioteknologi dan pemantauan proses industri,” kata Dr. Mikko Juntuna, CEO ElfysInc, perusahaan milik Universitas Aalto. Dilaporkan bahwa mereka telah mulai memproduksi detektor semacam itu untuk penggunaan komersial.
Waktu posting: 11-Jul-2023