Nizozemski tim razvija 200 posto efikasnu fotodiodu

Nedavno je grupa istraživača sa Tehnološkog univerziteta u Ajndhovenu ("TU/e") i Holst centra, podružnice TNO u Holandiji, razvila fotodiodu sa rekordnom osjetljivošću i izlaznom stopom fotoelektrona od više od 200 posto. koristeći zeleno svjetlo i dvoslojni dizajn baterije. Rezultati su objavljeni u časopisu Science Advances.
Poslednjih godina, solarni paneli sa više naslaganih ćelija često postavljaju rekorde u efikasnosti izlaza i konverzije. Rikardo Ollearo, doktorski istraživač na Tehnološkom univerzitetu u Ajndhovenu u Holandiji, ističe da se 200-postotni izlaz fotoelektrona koji je gore pomenut ne odnosi na normalnu energetsku efikasnost. U svijetu fotodioda je kvantna efikasnost ta koja se računa. Umjesto brojanja ukupne količine sunčeve energije, broji se broj fotona koje dioda pretvara u elektrone.
Da bi fotodioda ispravno radila, moraju biti ispunjena dva uslova: prvo, trebalo bi da minimizira količinu struje koja se stvara u odsustvu svjetla, poznata kao tamna struja - i što je tamna struja manja, dioda je osjetljivija. Drugo, trebalo bi da bude u stanju da razlikuje nivo pozadinske buke od povezanog infracrvenog svetla. Nažalost, ove dvije stvari se obično ne dešavaju u isto vrijeme.
Holst centar je istraživački institut specijalizovan za bežične i štampane senzorske tehnologije. U gornjoj saradnji, Riccardo Ollearo je radio sa fotodetektorskim timom Holst centra na izradi tandem diode.
Ovaj tandem diodni uređaj kombinuje halkogenidne i organske fotonaponske ćelije za optimizaciju performansi solarne ćelije, koja dostiže efikasnost od 70 procenata. Kasnije su koristili zeleno svjetlo kao pomoć i na kraju povećali efikasnost bliske infracrvene svjetlosti na više od 200 posto.
Istraživači su analizirali da je to uglavnom zato što dodatno zeleno svjetlo dovodi do nakupljanja elektrona u halkogenidnom sloju. Ovo djeluje kao rezervoar naboja koji se oslobađa kada infracrveni foton apsorbira organski sloj - drugim riječima, za svaki infracrveni foton koji prođe i pretvori se u elektron, prima prateći dodatni elektron, što rezultira efikasnošću. od 200 posto ili više.
Tim je testirao gornji tandem fotodiodni uređaj i pokazao da je pogodan za fleksibilne uređaje u laboratoriji, sposobne za hvatanje suptilnih signala, poput ljudskog srca ili brzine disanja, u okruženjima sa realističnim pozadinskim svjetlom. Istraživači su postavili uređaj 130 centimetara od svog prsta i bili su u stanju da otkriju male promjene u količini infracrvene svjetlosti koja se reflektira natrag na diodu.
Istraživači žele vidjeti može li se uređaj dodatno poboljšati i istražiti može li se uređaj klinički testirati, na primjer tako što će ga učiniti bržim. Takođe je poznato da projekat "FORSEE" koji vodi istraživačica TU/e ​​Sveta Zinger radi sa bolnicom Catharina u Ajndhovenu na razvoju pametne kamere koja može da prati broj otkucaja srca i disanja pacijenta.