使用绿光和双层电池，博士。研究人员 Riccardo Ollearo 发明了一种光电二极管，它具有许多人梦寐以求的灵敏度。

具有多个堆叠电池的太阳能电池板目前正在打破记录。值得注意的是，来自埃因霍温科技大学和霍尔斯特中心 TNO 的一组研究人员现在已经成功地制造出光电二极管——基于类似的技术——光电子产率超过 200%。你会认为超过 100% 的效率只有使用炼金术和其他类似哈利波特的魔法才有可能。但这是可以完成的。答案在于量子效率和堆叠式太阳能电池的神奇世界。

 

埃因霍温科技大学教授、新科学进展论文的合著者 René Janssen解释道。“我知道，这听起来不可思议。但是，我们在这里不是在谈论正常的能源效率。在光电二极管的世界中，重要的是量子效率。它计算的不是太阳能总量，而是二极管发出的光子数量转化为电子。

 

“我总是将它与我​​们仍然有荷兰盾和里拉的日子进行比较。如果一位来自荷兰的游客在意大利度假期间，他们的 100 荷兰盾只收到 100 里拉，他们可能会觉得有点亏钱。但因为在量子方面， “每荷兰盾算作一里拉，他们仍然实现了 100% 的效率。这也适用于光电二极管：二极管检测微弱光信号的能力越好，其效率就越高。”

 

暗电流

光电二极管是光敏半导体器件，当它们从光源吸收光子时会产生电流。它们在各种应用中用作传感器，包括医疗用途、可穿戴监控、光通信、监控系统和机器视觉。在所有这些领域中，高灵敏度是关键。

 

光电二极管要正常工作，必须满足两个条件。首先，它应该尽量减少在没有光的情况下产生的电流，即所谓的暗电流。暗电流越小，二极管越灵敏。其次，它应该能够从相关的红外光中区分出背景光（“噪声”）的水平。不幸的是，这两件事通常不会同时发生。

在左图中，我们看到了新串联光电二极管可用于监测人的心率和呼吸率的装置。右图显示了在 130 厘米的距离处用光电二极管记录的检测到的心脏和呼吸信号。图片来源：TU/e，Riccardo Ollearo

串联

四年前，Janssen 的博士生之一 Riccardo Ollearo。学生和论文的主要作者着手解决这个难题。在他的研究中，他与霍尔斯特中心的光电探测器团队合作，霍尔斯特中心是一家专门研究无线和印刷传感器技术的研究所，Ollearo 制造了一种所谓的串联二极管，这是一种结合了钙钛矿和有机光伏电池的装置。

 

结合这两层——这种技术也越来越多地用于最先进的太阳能电池——他能够优化这两种条件，达到 70% 的效率。

 

“令人印象深刻，但还不够，”这位雄心勃勃的意大利年轻研究员说。“我决定看看能否在绿光的帮助下进一步提高效率。我从早期的研究中知道，用额外的光照射太阳能电池可以改变它们的量子效率，并在某些情况下提高它。令我惊讶的是，这在提高光电二极管灵敏度方面的工作甚至比预期的还要好。我们能够将近红外光的效率提高到 200% 以上。”

 

到目前为止，研究人员仍然不知道这是如何运作的，尽管他们已经提出了一个可以解释这种影响的理论。

编辑：付鹏

免责声明：文章未标注“本站原创”或“农村经济网”的文章均转载自网络。文章内容不代表本站观点，本站不对其内容的真实性、完整性、准确性给予任何担保、暗示和承诺，仅供读者参考，风险自己甄别并承担后果；如本文内容影响到您的合法权益，请及时联系本站，我们会及时删除处理！